从专利年夜数据剖析CFRTP的开辟与使用

By | 2020年7月23日

国际外年夜学、科研院所、企业等各行业中科技研发职员以及工程师的科技立异勾当己愈来愈离没有开参考后人或者同业的科技常识积聚与专利效果,也愈加注重专利、精确与公道的使用以及维护常识产权。同时,广阔科技职员也从本行业的国际内科技专利效果中不时启示出新的技能立异思绪,从而更好找出属于自已经共同的、迷信与技能首创的立异之路,这一点出格是关于立异型高科技企业的生长与开展则更是重中之重。

专利不只是对于立异常识产权的维护,同时也为行业开展供给主观的年夜数据。笔者经过剖析比拟国际外专利年夜数据,对于以后炽热的碳纤维加强热塑性复合资料停止剖析,梳理总结了碳纤维加强热塑性复合资料正在汽车上的使用。

碳纤维加强热塑性复合资料(CFRTP)

进步前辈的碳纤维(CF)加强塑料及热塑性复合资料(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Resin Composites,CFRTP)是最近几年来国内复合资料范畴开展速率最快的高新科技前沿技能之一,是国际内科研部分以及资料企业都投入巨资以及人力竞相展开研讨、开辟与使用的一种高功能化、绿色环保化的新资料。

经过挑选原资料如碳纤维(CF)、热塑性树脂基体(plastics)以及增加剂的品种、配比、加工成型办法、含量以及碳纤维(单丝以及编织物)铺层数目与体式格局停止多组份、多相态、多标准的微观与(亚)宏观的复分解形进程(物理进程以及化学进程)制备庞大构造与功能的CFRTP新资料,而且能够依据产物请求停止复合资料精密化构造与预约化功能的智能化、主动化、高效化的计划与精细消费制作,从而可以使碳纤维复合资料到达差别物理、化学、机器力学以及非凡功用,从而使各类CFRTP复合资料成品具备计划自在度年夜、尺寸波动、翘曲度低、抗疲惫、抗老化、耐蠕变等明显长处。CFRTP既能够局部替换价钱高贵的工程塑料以及CFRP资料成品,也能够局部替换轻质金属资料(如铝镁合金)。

CFRTP具备:密度低(1.10-1.60g/cm3)、强度高、抗打击韧性好、抗疲惫性好,同时又具备可收受接管再轮回运用、加工成型快、制作本钱低的凸起优良特色。

次要分为三品种型:(1)短切碳纤维(SCF)加强型CFRTP;(2)长碳纤维(LCF)加强型CFRTP;(3)延续碳纤维(CCF)加强型CFRTP,包含单向碳纤维加强热塑性预浸带CFRTP、碳纤维多相、多角度的编织物(布)加强型CFRTP。各类范例CFRTP具备差别的机器力学功能以及功用特点,而且己经开辟与使用于差别范畴以及行业的各类方式产物或者成品。

进步前辈的碳纤维复合资料(包含CFRP以及CFRTP)给汽车以及零部件制作业带来凸起劣势,能够施展阐发正在:

(1)轻量化:汽车轻量化最间接影响的便是节能、减速、制动功能的晋升。车重减小10%,油耗低落6~8%,排放低落5~6%,0-100km/h减速性晋升8-10%,制动间隔延长2~7m。

(2)平安性:车身轻量化可使整车的重心下移,晋升了汽车把持波动性,车辆的运转将愈加平安、波动,具备极佳的能量汲取率,碰撞吸能才能是钢的六到七倍、铝的三到四倍,这进一步包管了汽车行驶的平安性。

(3)温馨度:具备更高的震撼阻尼,轻合金需求9秒才干中止震撼,2秒就可以中止,关于整车NVH(噪声、振动与声振粗拙度)的晋升奉献异样很年夜,会年夜幅加强汽车行驶的温馨性。

(4)牢靠性:具备更高的疲惫强度,钢以及铝疲惫强度是抗拉强度的30-50%,可达70-80%,资料疲惫牢靠性有较年夜晋升。

(5)晋升车身开辟程度:可计划性比金属强,因而更容易于车身开辟的“平台化、模块化、集成化”。车身及金属平台的混淆车身构造关于传统汽车车身构造而言,能够做到年夜年夜增加整机品种,增加工装投入,延长开辟周期。特别关于新动力汽车企业,车身不只能够浪费冲压、焊装消费线及模、夹具的投入,加重牢固资产占资配比,优化企业资产设置装备摆设构造,并且正在市场宣扬上更具影响力。

纵不雅奔跑、宝马、奥迪等高端品牌汽车企业正在产物线中的使用规划,能够预感CFRTP新资料正在汽车上的使用必定成为将来开展标的目的。

国际外专利年夜数据

碳纤维及复合资料财产是计谋性、根底性的新资料财产,也是国内上高技能合作的关头范畴。绝对外洋兴旺国度而言,该行业国际的技能掉队较年夜,财产开展全体程度低。

应用合享汇智信息科技incoPat年夜数据库平台(收录了全世界105个国度以及地域及构造的1.2亿件专利),检索出近三十多年来对于碳纤维(CF)加强塑料以及热塑性复合资料(CFRTP)开辟及使用的专利效果及原创中心专利影响要素排名发明,天下列国愈来愈注重CFRTP新资料及产物的研讨、开辟与使用。

详细施展阐发正在:

(1)最近几年来,报告的CFRTP新资料种类分明增加,但原创中心专利根本都来自外洋,出格是外洋企业请求的专利都是最新、最中心、最原创的高技能专利,维护范畴普遍且片面。

(2)具备“更轻、更强、更环保”的CFRTP轻量化使用的零部件计划、制作技能己经成为国内新资料产业将来开展的一个年夜趋向。

外洋报告的CFRTP新资料以及使用专利更趋势于平易近用产物,且愈来愈多,行业使用普遍。而国际报告的CFRTP新资料专利中,原创中心专利根本不,产物使用专利则分明更少。

从专利年夜数据的剖析以及调查中,能够分明发明,CFRTP以及使用中心专利数目至多的这天本东丽株式会社(公司),约占51-54%;其次这天本三菱丽阳、东邦、帝人公司,约占17-22%;德国的SGL公司、巴斯夫公司等约占12-16%;美国的赫氏公司、氰特公司等约占8-9%;英国以及法国公司等约据有4-6%;而中国的年夜学、中科院所、科技新资料和企业所据有中心专利数目约占1-3%,使用中心专利更是根本不。

总的来看,正在CFRTP新资料以及使用范畴,今朝中国财产化依然属于掉队情况,必需加小孩儿、财、物的投入,尽快遇上外洋开展程度。

北京纳盛通新资料科技无限公司以高功能化的CFRTP新资料制备与工艺技能开辟作为立异的中心技能,终极研发乐成全智能化、主动化消费线,而且具有可财产化的CFRTP新资料消费才能。

正在充沛深化剖析与调查国际外的CFRTP新资料以及使用专利效果年夜数据根底上,颠末多年的重复尝试、论证以及协同攻关,纳盛通自立立异出“梯度浸淆”新工艺技能以及公用设置装备摆设,从而开辟出高功能化、低本钱化的CFRTP新资料,同时请求了中国创造专利4项,适用新型专利10项,国内创造专利2项,为完成高功能化的汽车CFRTP新资料与轻量化零部件的国产化奠基了无力的新资料根底。