复合资料板簧作为轿车轻量化的代表，首先完结轿车复合资料工业化。鉴于国外复合资料板簧现已工业化，国内尚处于研制或小批量出产阶段，本文以Volvo XC90和 Mercedes-BenzSprinter两款批产复合资料板簧为论说布景，分别对高压 - 树脂传递模塑和预浸料模限制备板簧的整套工艺流程进行论述，触及原资料、工艺参数、成型设备等。一起，对两种批产工艺出产节拍和制作本钱作比照，假如年产 20 万件以内，预浸料模压工艺更具有优势。最终，针对复合资料板簧开发现状，提出了主张。

  板簧是轿车悬架系统的重要组成部分，用于减震降噪，依据其安装环境方位分为横置板簧和纵置板簧，纵置板簧的载荷工况更杂乱。跟着对轿车轻量化规范提出更高的要求，一起统筹整车平顺性和安全性，板簧选材现已从钢质向复合资料过渡。

  纤维增强树脂基复合资料具有比强度高、耐疲惫、固有频率与车身匹配优于金属等特色，为车用复合资料板簧运用供给了根底。在轻量化规划方面，复合资料板簧悬架系统比麦弗逊式独立悬挂系统减重 12%，比双横臂悬架系统减重 10%，比层片板簧悬架系统减重 60%。单从复合资料板簧结构外观看，横置和纵置并没有显着差异，但将复材板簧放到悬架或许底盘系统中看，安装环境截然不同。

  复合资料因其固有特性并不适宜与金属硬衔接，单从等价替换的视点，很难满意匹配要求。

  此外，现阶段即便运用价格最低的E玻纤，复合资料板簧制作本钱也高于钢制板簧 1/3，并且主机厂对中低端车制作本钱比较灵敏。

  国外对复合资料板簧研讨相对早，上世纪 80年代初，美国、英国、德国竞相打开研制，美国通用首先研制成功。英国 GKN 集团为群众Crafter配套复合资料板簧、德国 IFC 为梅赛德斯 Sprinter配套复合资料板簧、德国 SGL 为沃尔沃供给复合资料板簧。

  国内尚没有量产车型选用复合资料板簧公开过，处于研制、小批量供货阶段，主机厂、零部件供货商、研讨所及高校也在活跃研讨。其间，北京中材轿车与株洲年代新资料科技股份有限公司为厦门金龙商务车型研制复合资料板簧；上海轿车钢板弹簧厂和同济大学为南京依维柯部分车型配套复合资料板簧。此外，哈尔滨玻璃钢研讨院、吉林大学、株洲年代新资料科技股份有限公司、武汉理工大学、广州轿车集团股份有限公司、北京航空航天大学、蓝星（北京）化工机械有限公司、我国重汽集团技能发展中心、我国兵器工业集团第五三研讨所、陕西重型轿车有限公司、集瑞联合重工有限公司轿车工程研讨院、上海轿车集团股份有限公司商用车技能中心、南京轿车集团有限公司轿车工程学院、吉林省华阳新资料研制有限公司等都在开发复合资料板簧。

  2014年，SGL 与 Henkel 合作为 Volvo SPA 渠道开发一款玻纤增强聚氨酯横置板簧，选用高压 - 树脂传递模塑（HP-RTM）成型工艺，2019 年 7 月，SGL 向 Volvo 交付了榜首百万根板簧。

  2006 年，IFC 与 Hexion 合作为 Mercedes-Benz Sprinter 开发了一款玻纤增强环氧横置板簧，选用预浸料模压成型工艺，截止到 2014 年，已累计交付了 130 多万根复合资料板簧。以上两种复合资料板簧批产工艺已得到工业验证，如图 1 所示。下面以国外两款批产复合资料板簧为技能布景，对原资料、工艺设备及制作本钱进行论述。

  HP-RTM 技能源于欧洲，能满意复合资料制品轿车工业化要求，工艺道路是将预制体放入闭腔模具内，经过高压打针完结树脂对预制体的滋润浸透，热进热出快速固化，出产节拍约 3-5 分钟/模。HP-RTM 产线包含三个要害部分：压机、注胶机、模温机，三者经过压机上的操控渠道完结联动。

  其间，注胶机的高压注胶头为核心部件，国内尚不能独立制作，依靠进口。能供给整条 HP-RTM 产线解决方案的干流设备供货商有康隆（Cannon）、迪芬巴赫（Dieffenbacher）、克劳斯玛菲（KraussMaffei）、舒 勒（Schuller）， 其 中， 舒 勒 能 提 供 2500 吨 以上的大吨位压机，可是高压注胶系统是亨内基（Henneck）的技能，其他三家具有整套齐备的解决方案，如图 2 所示。

  与湿法模压（wet compression molding）比较，HP-RTM 能完结 3D 杂乱结构，成型前需求制备预制体（preformings），为防止在模具限制的过程中呈现起皱、撕裂现象，预成型模具往往选用分瓣式结构，经过操控系统完结分区不同步限制。

  预制体在成型模具中需求定位精确且紧贴模具型面，防止在限制的过程中呈现剐蹭滑脱。理论上讲，为防止在打针的过程中构成树脂活动快速通道，预制体边际概括需求与密封条坚持等宽 50mm 左右，在织物预成型后边际概括进行修剪，通常是用超声波切开机进行修剪。图3为 Frimo 制作的一套兼有预成型和切边功用的预模具，提高了出产功率，Frimo 为BMW 一级供货商。

  轿车主机厂关于产线信息保密认识十分高， 即便对其一级供货商也不愿意泄漏。

  Schmidt&Heinzmann 成立于 1949 年，是德国复材设备制作商，也是纤维切开技能范畴的领跑者。预制体的成型道路：裁切下料→织物堆叠→加热压实→切开预制体，图 3 为预制体成型工序流程，特别阐明下，板簧的预成型模具型面为拱形，这儿用平板模具替代，其他环节与板簧出产根本共同。先进的裁床能完结多层同步开卷，用于裁切 WCM 的层叠件（Stacking）功率高。有时关于预制体打开件还或许触及打剪口，单层开卷切开就可以彻底满意运用。机械手抓取方式有吸附式、夹持式、针刺式。关于织物的抓取针刺式更为适宜，机械手完结有张力堆叠难度很高，经过温控模具活化定型剂（binder）进行并压实，后续五轴联动超声波柔性高速割机完结预制体裁切，如图 4 所示。

  树脂、固化剂、内脱模剂三者按特别的份额混合后注入到模腔中，高压打针流率为 100-300g/s，打针压力可达 10-15Mpa。树脂粘度大、活动滋润性差， 美国树脂企业 Hexion 提出 115℃条件下 1 分钟粘度低于 200cps，2 分钟脱模，脱模后需求后固化处理。常温（25℃）下，打针混料的粘度在 3000cps 左右；在70℃时，树脂粘度低于 200cps。树脂、固化剂、脱模剂混合后产生交联反响，温度越高反响速度越快，混料就变得越粘稠，打针窗口就会变短。大部分树脂供货商主张树脂打针温度为 70-80℃，打针窗口操控在2 分钟左右。

  继续打针树脂过程中，或许会对纤维排布状况影响，binder 的粘结强度起着重要的效果。

  用于复合资料板簧的HP-RTM树脂系统有环氧、聚氨酯两种，聚氨酯的功用介于环氧和尼龙，比环氧本钱低，强度小于环氧，开裂延伸率大于环氧，可以很好的满意复材板簧强度许用值。聚氨酯板簧的疲惫功用优于环氧复材板簧，即聚氨酯平面应变开裂韧度K1C较大。

  此外，聚氨酯对水的灵敏性极高，混合打针前需通氮气或许惰性气体排水蒸气。表1为4家树脂供货商的 HP-RTM 树脂根本功用参数，仅供参考。

  碳纤维复合资料作为新一代具有电磁屏蔽效能的结构功用资料已渐渐的变多地运用于航空航天范畴，在30MHz-1.5GHz 频率范围内用同轴传输线法进行了电磁屏蔽效能的测验，其屏蔽效能在32.3dB-43.1dB 之间。