贝博官网地址dian5【封面故事】技术创新贵在笃行HRC“碳”寻绿色未来

　　作为全球领先的复合材料综合解决方案提供商，HRC专注于高性能轻量化复合材料零部件的研发、工程设计与量产。面向更细分的目标应用行业，HRC也积累了丰富的市场经验与创新实力，其汽车业务始于2014年，目前已在碳纤维的汽车应用领域耕耘9年多，处于国内行业龙头引领地位，在世界范围内也处于前沿领先位置。

　　所谓技术实力里见真章，详细来看，HRC具备碳纤维应用端的从材料选择、结构仿真设计、试制开发、产品验证、批量生产、产品回收的全产业技术闭环能力。其在汽车的应用业务主要涉及碳纤维车身覆盖件、碳纤维内外饰件、碳纤维结构件、碳纤维底盘部件等。近两年，HRC接到大量来自汽车行业的对于轻量化及提高汽车产品附加值的需求，业务呈现高速增长态势。

　　最近，本刊记者与深耕复合材料技术开发领域的专家——HRC汽车技术总监刘敏展开交流，不仅从产品及技术研发的角度探索碳纤维在汽车领域的新应用，同时还对可持续发展这一目标进行展望，共话HRC在汽车行业，尤其是新能源汽车行业的创新表现，以及为打造绿色低碳生活所付诸的努力。

　　汽车产业迎来前所未有之大变局，立足于此，HRC思索着如何进行全新的战略布局。很显然，在这样的时代背景下，企业必须以创新为风帆，紧扣技术浪潮。

　　刘敏说道：“HRC着眼于碳纤维复合材料在汽车行业的长期推广与应用，并且相信碳纤维复合材料在汽车上的应用将会从车身外部走向内里结构，从当下主流的‘外秀’式的需求走向更多样化‘内涵’式的需求。”

　　根据碳纤维行业的技术特点与汽车行业的需求，HRC在数年间逐渐形成了完整的布局。2018年，HRC收购英国的英智迪（Engenuity）公司，英智迪作为技术专家型公司，拥有30多年的复合材料车身设计及仿真经验，具备整车级的碰撞仿真能力，弥补了HRC国内团队在碳纤维车身性能仿线年，HRC携手欧洲最大的应用科学研究机构-弗劳恩霍夫协会下直属化学技术研究院（Fraunhofer ICT），共同打造了中国首个，同时也是亚洲最大的以汽车轻量化为主要研究方向的先进复合材料技术中心ACTC，旨在开发验证代表未来方向的多种热塑性复合材料成型工艺，同时也在碳纤维SMC材料开发与碳纤维回收方面进行具有前瞻性的布局与研究。

　　可以说，HRC是全球范围内首个打通碳纤维产业链应用闭环所有环节的企业，从材料到制造到验证到回收再利用进行了全方位布局，以推动产业升级，助力碳纤维汽车产业发展。

　　谈到HRC在技术创新方面的努力与卓越成就，刘敏很是感慨：“可以自豪地说，从HRC创立至今，我们所做的工作始终是开拓及引领。从市场的开发到新产品、新技术的创新，面对诸多质疑，我们一直在证明复合材料的确可以提供更多的可能。HRC是国内最早一批，也是迄今最具综合实力的汽车碳纤维零部件开发及量产企业，通过多年的碳纤维汽车应用项目经验，我们共同主导建立了行业标准与企业标准，积累了丰富的材料数据库与产品失效分析经验数据库。通过碳纤维工程开发经验结合车规级的产品要求，我们持续发掘碳纤维汽车的创新潜力。”

　　2023年，HRC新产品开发落地已经硕果累累，比如整车级的碳纤维乘员舱，包含30多个碳纤维部件，HRC承担了从产品设计到工艺开发验证及试制生产的全部工作，承担某量产车型上碳纤维前保总成、碳纤维座椅内饰工程设计等，同时还有多款碳纤维整车车身覆盖件及内外饰件的开发。除了传统的碳纤维制造成型技术外，HRC还进一步开发了新型的碳纤维内饰件成型技术，例如采用蒙皮加注塑一体化工艺，解决碳纤维成型的批量化问题。

　　碳纤维复合材料技术在汽车领域的应用越来越广泛，碳纤维复合材料的汽车应用的技术要求也越来越清晰。

　　但是，因为复合材料本身的材料各向异性、高比刚度、低热膨胀率的特点，使得碳纤维在汽车应用的时候，需要充分考虑环境件的影响与耐候性的影响，有不少技术难点有待攻克。举例而言，对于碳纤维变形及本身的尺寸管控，碳纤维与塑料件的热膨胀率偏差过大及粘接后应力变形的问题、碳纤维与金属车身的安装精度与粘接问题，碳纤维复合材料的表面处理问题等。

　　HRC通过多年的碳纤维复合材料应用技术的积累，在一些技术难点上大有突破。在解决碳纤维复合材料与塑料件的应力变形问题上，HRC通过局部增强的方式提升了碳纤维本体的刚性、塑料件采用局部弱化的结构设计，同时在碳纤维与塑料件的粘结界面采用了高断裂延伸率的聚氨酯结构胶，成功地解决了碳纤维与塑料件粘结的热膨胀变形问题。

　　谈到碳纤维复合材料在汽车领域的未来需求及技术趋势，刘敏指出，目前碳纤维复合材料在汽车领域的应用呈现多极化，主要应用方向在车身覆盖件（四门两盖）、碳纤维内外饰件（保险杠装饰板、扰流板、门板饰件等）、结构件（碳纤维乘员舱）。同时，碳纤维的成型技术多种多样，主要有热压罐、PCM、HP-RTM、C-SMC、热塑模压、LFT、LFT-D等多种工艺，每种技术适合的产品结构，满足的量级、成本、性能也不尽相同。而这恰恰可以满足汽车产品技术开发中多方向应用范围的选择。

　　“我认为，在未来碳纤维技术趋势上，一定会因为需求的不同，呈现多技术发展并存的特点。比如高端的超级跑车，因为独特的造型结构及性能指标，碳纤维热压罐工艺因成型压力均匀、可以制造带负角的产品，其量级小、开发成本较低等特点，可以匹配此类应用。再比如在汽车四门两盖上的应用，碳纤维PCM模压、C-SMC等大批量快速生产工艺可以高度匹配。内外饰方面，我们会根据产品结构特点，在模压一体注塑工艺、热压罐工艺方面进行突破。今后势必会出现碳纤维复合材料的定制化、批量化两条技术路线走向。碳纤维在汽车领域的应用也将逐渐形成外观应用与性能应用两大主要方向。”刘敏如是所言。

　　可持续发展理念的深化给各行各业带来了深远影响，对于HRC亦不例外，集团内部也制定了自己的目标，即“降本提效，减少能耗”，碳纤维产品如何能够在制造生产过程中持续的降低能耗，提高效率是减少碳排放的一个必须前提。基于此，HRC提出“碳”寻绿色未来的概念，并为此付诸努力。

　　回顾2023年4月法国总统马克龙访华之际，中法双方36家企业签署了绿色、创新、航空、新能源等领域18项合作协议。HRC入选作为代表签约企业之一，未来将与法国TERAO公司合作量化碳纤维复合材料在新能源汽车、航空航天、建筑等行业中的碳足迹，并进行更大规模的应用推广。

　　从实践层面上看，HRC从材料到制造过程均做出了可观的效能提升改变，使用回收碳纤维完成C-SMC的材料开发，使碳纤维回收料可以进行二次开发利用，同时，HRC开发了蒙皮模压注塑一体化的快速生产工艺，与传统的热压罐成型工艺相比，效率可提升数十倍以上。

　　未来，HRC将积极探索绿色制造及创新技术，重点就包含麻纤维、竹纤维在内的天然纤维、热塑性碳纤维等产品制造进行高效成型工艺的突破。此外，在工厂布局和运营方面，HRC同样贯彻了可持续的设计理念，包括使用太阳能、风能等清洁、可再生能源；通过合理规划制造布局和生产线，减少部件在工厂内的转移，降低工厂内物流过程中的碳排放；生产过程中使用机器人，通过自动化工艺降低生产过程中的碳排放；提升废弃物利用率，减少废弃物产生。

　　在绿色低碳成为行业共识的今天，新能源汽车产业顺势迅速发展，几乎颠覆了过去的燃油车时代。HRC从中看到了新的机遇与挑战，也把握住了新涌现的商机。刘敏表示：“新能源汽车发展的核心就是轻量化、电池能量密度及续驶能力。HRC主要致力于其中轻量化的部分，可以通过结构设计及产品替代使新能源汽车达到减重的效果，从而达到提高续驶能力的目的。”

　　近年来，国内外汽车主机厂对生物基材料等环保复合材料青睐有加。2023年2月，HRC与长三角碳纤维及复合材料技术创新中心共同成立“绿色复合材料技术联合研究中心”，共同开展天然材料、可回收材料等领域的技术研究，开发在外观造型、功能、可回收性等方面具有综合优势的产品，更好地发挥亚麻纤维、竹纤维、碳纤维回收毡等绿色复合材料对节能减排的推动作用，为行业提供可持续的替代方案。在采访中，刘敏坦言：“为了更好地契合新能源汽车时代的需求，HRC对复合材料应用已做好充足的准备。”

　　谈到全球战略布局，当然少不了亚洲尤其是中国市场。面对中国这一极具发展潜力的重要市场，HRC很早就踏上了本土业务的拓展之路。

　　刘敏介绍道：“目前，我们已经为国内外诸多客户提供过大量技术方案与产品。我们可以为用户提供从试制小批量到大批量过程开发的不同方案，提供拓扑分析、结构设计、仿真分析、产品试制开发验证，批量生产等全面的碳纤维技术服务。”

　　从产品类型来看，HRC主要涵盖汽车的碳纤维覆盖件，如车门、顶盖、机盖、后尾门等，碳纤维车身内外饰件，如前保、后保、侧裙、后视镜、仪表装饰板、门饰板、座椅饰件等，碳纤维结构件，如碳纤维乘员舱、地板等，诸如比亚迪、路特斯、极氪、一汽、广汽、领克、长城、极星等主机厂，都已经和HRC展开紧密合作，使用其技术服务与产品。

　　非常关键的是，面对越来越重要的中国市场，HRC进一步营造技术氛围，通过各类机制鼓励技术交流和分享。刘敏表示：“HRC一直倡导技术引领市场的理念，技术创新是持续发展的源动力。在HRC集团平台下，我们的研发团队也肩负着多个前后互补的不同业务的研发工作任务。包括主机厂前期整车设计与刚强度、疲劳仿真方面的工作，碳纤维整车碰撞仿真目前在国内属于技术空白领域；汽车及航空业务的产品及工艺开发验证；批量化工艺的前期验证工作等。HRC采用大项目制进行开发，可以在集团平台下，根据项目需求配备研发技术资源，实现开发目的。”

　　同时，HRC依托自己的国际行业资源及实力优。