異種材料接合 重量減輕50％的CFRP傳動軸

日本藤倉橡膠工業(yè)公司開發(fā)出了輕量化出色的汽車傳動軸“CFRP制扭矩傳遞軸”，并在“人與車科技展2016”（5月25～27日于太平洋橫濱國際 會展中心舉行）上展出（圖1）。該傳動軸分為兩端部和中央部3個部件，中央部使用碳纖維增強樹脂基復合材料（CFRP）制成的管件。與全鋼制成的現(xiàn)行傳動 軸相比，重量減半，從2kg降至1kg。

為實現(xiàn)輕量化，將傳動軸中央部的材料換成了CFRP。此外，為了能夠承受大扭矩的傳遞，還提高了強度。藤倉橡膠工業(yè)開發(fā)了名為“同時多層卷繞”的預浸料（碳纖維樹脂含浸片）卷繞方法。

CFRP制管件是通過在芯棒上卷附預浸料的方法制造的。這時，使預浸料以3種角度卷附，具體為，相對于軸傾斜交叉的（±45°）角度，以及沿著軸的轉(zhuǎn)動方向卷附的（＋90°）角度。通過這樣的卷繞方法層疊預浸料，使新型傳動軸的扭曲強度提高了20％。

新型傳動軸的兩端為鋼制部件（短軸）。因此，CFRP制管件與短軸之間要實施異種材料接合。具體操作時，首先在短軸上切割出花鍵（細齒），壓入 CFRP制管件（圖2）。然后，為了掩蓋短軸與CFRP制管件的接合部，覆蓋鋼制外殼，并用環(huán)氧類粘合劑接合。這樣便使強度達到了與鋼制傳動軸同等的水 平。

藤倉橡膠工業(yè)表示，正在與某汽車廠商推進相關研發(fā)。不過，目前的成本高達兩倍左右。