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车辆工程创新实践基地
运载工程与力学学部
 

 

 

 

汽车材料方向

2017年06月30日 17:49  点击:[]

在汽车材料方向,主要从事车用材料的基础研究和应用研究,重点以水性环保汽车涂料和高分子复合材料设计及制造研究为主。具体包括:新型分子自组装水性纳米聚合物乳液、水分散环境友好型纳米结构汽车漆、高强度纤维增强复合材料、轻型环保、可完全回收汽车内饰高分子材料设计与制造、汽车复杂塑料件先进成型技术等的研究。

通过几年的建设,工程技术中心在汽车材料方面研究方面取得了大量的研究成果,现详述如下:

(1)水性环保型纳米结构汽车漆的研究。 利用先进的分子自组装技术和特殊的分子修饰方法,围绕着提高纳米漆机械强度、改善装饰效果和增强防腐功能等核心问题,重点开发一系列新型软硬多嵌段、多组分、功能型分子自组装纳米乳液作为高档汽车用漆的主要成膜物质。同时,结合分子修饰的方法,将多元化功能分子基团嵌入纳米胶束的表面。由于这些基团的存在,所以水性纳米漆膜可以在热、光或辐射等外场诱导下快速固化,从而提高漆膜材料的硬度、机械、粘着和装饰性能;另外特殊的电活性分子基团将有助于提高漆膜的抗腐蚀能力。功能化的纳米胶束对各种无机颜料或填料有着良好的界面增溶作用,使得填料等在纳米漆中均匀分散,提高产品性能,并延长漆膜使用寿命。同时通过合理优化混合、研磨、调漆和过滤等工艺,设计出一整套重防腐型、装饰用、汽车行业用水分散环境友好型纳米结构高档工业用漆的工艺流程以及生产线。对整车及零部件的涂装表明,新型水性纳米汽车漆具有高性能、功能化、环保型、低成本的特点,目前该产品已经进入中试生产阶段,并在汽车零部件上得到应用。该产品在未来的工业化中将有助于全面提升我国漆料工业的技术水平和相关汽车产品在国际市场上的竞争力。该研究已经获得国家863计划新材料领域的专项支持,拥有多项自主知识产权,申请了5项国家发明专利。

 

     

水性汽车漆中试生产线及部分产品                      水性环保纳米漆涂装的汽车零部件

 

(2)可完全降解的低压麻纤维复合材料制备汽车内饰件。汽车内饰件的发展趋势是美观、舒适、安全以及轻量化几个方向。近年来,中心开展多种天然纤维汽车内饰件研究开发。采用新原理、新技术的产品已经逐渐商品化,并进入市场应用。这种低压麻纤维复合材料制备汽车内饰件,完全由一种易于拆卸和分解的材料制成,不会对环境造成污染,并且可以再生和再利用。多层板的加工方法和制作材料改进后,使得成品板材具有足够的强度和硬度来塑造自承式汽车内饰板,该板相当坚固,即使在高温下其机械性能也不减退,如汽车顶板。这种在技术和材料上改进的LoPreFin汽车内饰件具备降低甚至隔绝噪音的性能。同时LoPreFin内饰件与先前的工艺控制板相比具有重量轻、密度低、易于成型和成品后保持定型的特点。符合国际汽车行业发展趋势。目前该产品已经进入工业化生产阶段,并向包括一汽、上汽、宇通在内的国内主要汽车厂供货,带来巨大的经济及社会效益。

 

     

低压麻纤维复合材料及其制件

 

(3)汽车复杂注塑件气辅注塑成型技术。车用高分子复合材料做成汽车零部件,通常采用注塑工艺。车用注塑件的应用水平和加工工艺技术对实现汽车轻量化,降低汽车生产成本有着十分重要的影响。气体辅助成型技术十分适用于形状复杂、精度高、尺寸厚度差异大的汽车复杂注塑件,例如汽车保险杠、仪表板、车门板、方向盘、内外饰件等,不仅可以满足制件的使用性能要求,而且生产成本也大为降低,是未来汽车复杂注塑件先进成型技术的发展方向之一。本中心气体辅助注射成型技术研究课题组在上述新型高分子复合材料用于汽车复杂注塑件的气体辅助注射成型方面开展研究,从工艺方法、仿真理论到小型气辅成形设备研制、工艺开发和模具设计与制造方面开展了许多研究工作。开发多点注射气辅成型装备及配套成型工艺与模具,开展典型汽车复杂注塑件(保险杠、仪表板、车门板等)气辅注塑成型工艺、模具的开发。主要包括:汽车复杂注塑件的气体注射成型机理研究;汽车复杂注塑件多点注射气辅成型装备研究;典型汽车复杂注塑件的气辅注塑成型工艺。

 

   

自主开发的气辅成型设备及气辅成型汽车零部件

  综上,本工程中心在汽车材料方向的建设和发展过程中,具有特色的研究成果主要体现在三个方面:水性环保型纳米结构汽车漆开发及应用、可完全降解的低压麻纤维复合材料制备汽车内饰件、汽车复杂注塑件气辅注塑成型技术。这三个方面都具有完全的自主知识产权,并且技术水平处于国内领先地位。工程中心汽车材料研究方向在汽车新材料、新技术研究领域所取得的大量研究成果逐步应用于相关企业,并给企业带来了巨大经济效益,有助于拉动企业技术升级。同时,随着合作企业新技术、新产品的大量推向市场,将有助于推进我省汽车新材料领域的快速发展,进一步扩大辽宁省在汽车领域的影响力。此外,汽车材料方向在保持自有知识产权及特色技术的前提下,积极与各类汽车及其零部件企业开展合作及人才培养。在人才培养方面,培养了博士研究生4名,硕士研究生15名(含工程硕士9名)。 

 

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