开发重磅CFRP快速集成成型技术、着眼飞行汽车领域

进入2023年以来，作为全球碳纤维龙头企业的日本东丽公司可谓动作频频，继2月1日宣布

开发出用于航空飞机高速生产的碳纤维增强塑料（CFRP）高速热焊接技术

后，近期又有不少新“大动作”：

01、开发CFRP快速集成成型技术，成型速度比热压罐快10倍

该工艺创新在同一模具中同时成型、模具、热固性材料和粘合芯材和表皮，实现了比传统热压罐成型设置快10倍的速度。

东丽和日本富山的高木精工公司（Takagi Seiko Corp.）用CFRF芯和CFRP蒙皮模制了这一大型模型构件。

图片来源：东丽工业股份有限公司。

2月16日，日本东丽公司宣布成功开发出一种用于碳纤维增强塑料（CFRP）移动部件的快速集成成型技术。这种材料位于轻质多孔碳纤维增强泡沫芯（ carbon fiber-reinforced foam，CFRF，详见文末注释1）和热固性预浸料（详见文末注释2）蒙皮之间，具有优异的机械性能。在新能源和工业技术发展组织的创新结构材料研究与开发项目中，东丽公司取得上述进展。

这项新技术使CFRP可移动性部件（如汽车车顶）的成型速度比传统的热压罐成型装置快10倍。此类产品的重量仅为钢铁产品的一半。东丽将继续致力于研发该技术，以加速将这一技术应用于电动汽车零部件，对于电动汽车零部件而言，轻便和快速生产至关重要。

CFRP构件通常将聚氨酯泡沫芯与热固性预浸料外皮夹在中间。这些轻质刚性结构的常见应用包括飞机、汽车、船舶和基础设施的大型面板。部分研究人员已经推动缩短制造时间，以便在将核芯成型到皮层之后，将其最佳地粘合在一起。

车辆电气化使得减少部件重量以扩大使用重型电池的车型的巡航范围变得越来越重要。东丽的新型快速集成成型技术使得在一次冲压中制造大型面板成为可能。这是因为这种方法同时成型、热固和模塑，并将核心CFRF和热固性预浸料外皮粘结在同一模具中。

与传统工艺相比，CFRF的膨胀与预浸料坯的固化时间同步显著加快。预浸料热固性树脂渗透到多孔CFRF中，无需使用粘合剂即可粘结表皮和芯材，从而获得高度可靠的粘结结构。东丽的技术为快速生产大型CFRP组件铺平了道路。

与传统芯材相比，CFRF具有更好的强度、弹性模量和抗冲击性。其0.2至0.4的低比重范围可以提高性能并减轻夹层结构重量。东丽通过使用冲压机在短短5分钟内制造出一块大型汽车车顶面板（1.2米长×1.2米宽×2.3毫米厚）来展示这一概念，这比传统方法快10倍。

该公司对汽车生产的刚性测试、涂层性能、隔音性能和其他实用方面进行了评估。在重要的落锤冲击试验中，东丽公司证实皮芯界面没有分层，且冲击吸收性能极佳。

东丽公司将继续进行研发，通过提供这种同时减轻重量和加速生产的装置来满足广泛的需求。该公司还希望培育诸如城市空中交通和无人机等新兴交通方式，这些交通方式大量受益于轻质材料。

02、东丽将设基地，为飞行汽车等移动用材料开发轻量化碳纤维

日经中文网2月21日发布消息称，日本东丽将在爱知县名古屋市设立新的研发机构，利用人工智能（AI）技术，面向飞行汽车等领域开发有助于减轻机身重量的碳纤维材料，预计在2026财年第一季度投入运营。

       这是日本大型材料企业首次设立面向飞行汽车领域的研发机构。

       飞行汽车是可与自动驾驶汽车比肩的新一代交通工具。日本经济产业省数据显示，到2030年，全球市场规模有望增至30万亿日元。

早在2020年，东丽就已在这一领域展开新尝试。通过与美国Joby Aviation公司签署飞机复合材料的长期供应协议，在其eVTOL机型上大量采用了碳纤维复合材料。此次飞行汽车基地的落成，也代表了东丽对这一新兴交通领域的看好及加码投入。

东丽正在向美国的初创企业供应飞行汽车使用的材料

       该研发机构预计总投资60亿日元，将设立开放式实验室，容纳约140名研究人员，与客户企业及高校院所一同进行项目研发。

       在飞行汽车领域，碳纤维可用于制造机身和机翼。东丽将把客户要求的重量和强度等条件提供给AI进行材料甄选，从而将开发时间缩短至原先的四分之一左右。

新研究机构概况

该机构建筑规格为三层，总建筑面积约8600平方米，地点位于爱知县名古屋工厂，预计在2026财年第一季度完工，其主要特点包括如下：

a）技术融合和开放创新中心

化学实验室，用于广泛的基础和应用研究

演示技术的原型和加工区域

开放实验室

b）、可实现研究人员之间密切沟通，培养创新想法

在一层楼的办公室和实验区容纳140人

开放式会议空间

c）具有节能设施