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碳纖維復(fù)合材料成為汽車輕量化不二之選

發(fā)布時(shí)間:2016-04-27 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 塑料原料 打印

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  現(xiàn)今階段,無論是從性能考慮,還是從環(huán)保出發(fā),汽車模具生產(chǎn)輕量化都已成為一種必然趨勢(shì)。而碳纖維復(fù)合材料是汽車輕量化的不二之選,眾所周知的頂級(jí)方程式賽車車身就整體使用的是碳纖維復(fù)合材料。在汽車輕量化已成趨勢(shì)化發(fā)展的情況下,碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的運(yùn)用為汽車輕量化提供了最佳選擇,已成為變革路上的必然之選。

碳纖維復(fù)合材料成為汽車輕量化不二之選
碳纖維復(fù)合材料成為汽車輕量化不二之選

  隨著技術(shù)的發(fā)展,這種材料逐步普及,已經(jīng)開始運(yùn)用于普通汽車上。而國(guó)內(nèi)的康得復(fù)合材料有限責(zé)任公司與德國(guó)科研人員攜手合作,正在致力于此項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)生產(chǎn),并取得了一定的成果。

  一、汽車輕量化已勢(shì)不可擋

  減輕車重是人們一直在追求探索的。汽車變輕,一方面能提高車輛性能,另一方面更能滿足節(jié)能環(huán)保的需求。如果將現(xiàn)在汽車的鋼材部件全部由碳纖維復(fù)合材料置換,車體重量可減輕40-50%,車子的提速和轉(zhuǎn)向等性能顯著提升。此外,當(dāng)前我國(guó)機(jī)動(dòng)車污染物排放量已超4,500萬噸。研制輕量化汽車是實(shí)現(xiàn)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的迫切需求。數(shù)據(jù)顯示,汽車每減重10%,燃油消耗可節(jié)省7%,目前鋼鐵材料約占車體重量的3/4,如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維復(fù)合材料置換,車體重量可減輕300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削減17%。若減重20%-30%,每車每年CO2排放可減少0.5T,不僅減少了使用成本,更加綠色環(huán)保。

  二、碳纖復(fù)合材料是必然選擇

  碳纖維是由化纖和石油經(jīng)特殊工藝制成的纖維,除了和一般碳素材料一樣具備耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性外,它強(qiáng)度更高,質(zhì)量輕,更耐腐蝕。它的密度不到鋼的1/4,但抗拉強(qiáng)度卻是鋼的7~9 倍,抗拉彈性也高于鋼,在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中,是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì)。在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。而且它外形柔軟,可加工成各種織物。從使用的角度看,碳纖維不存在腐蝕生銹的問題,比普通金屬耐用。在極端氣候條件下,碳纖維的性質(zhì)幾乎不發(fā)生變化。使用碳纖維制造車身,可以省去高成本、繁瑣的涂裝工藝。難怪有人說,碳纖維幾乎是目前可知的最能讓汽車減重的完美材料。

  三、碳纖維復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展備受關(guān)注

  碳纖維復(fù)合材料有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)吸引了OEM廠商的關(guān)注。一是模塊化生產(chǎn),碳纖維復(fù)合材料具有良好的可塑性,可加工成各種零部件,也可以制成一體式的整體結(jié)構(gòu)。例如,汽車座位需要焊接50 ~60個(gè)部件,若用整碳纖維復(fù)合材料,可實(shí)現(xiàn)一次加工成型,不僅加工時(shí)間短、降低了成本,并且精度有保證。二是生產(chǎn)工藝-樹脂轉(zhuǎn)移模塑成型(RTM)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,能大幅提高零件成型速度,將傳統(tǒng)成型的幾天時(shí)間縮短為幾分鐘,具有效率高、成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。寶馬、奧迪、帝人等公司都已試驗(yàn)或運(yùn)用了此項(xiàng)技術(shù)。采用更新的成型技術(shù)可以使碳纖維產(chǎn)品能達(dá)到A級(jí)表面的要求,拓展了碳纖維復(fù)合材料在汽車上的使用范圍。

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