江蘇碳纖維汽車配件與碳纖維的未來

時間：2019-06-18作者：廣東柏霖碳纖維材料科技有限公司瀏覽：67

碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料，也被稱為碳纖維層壓板，是下一代的材料，可以使汽車較輕、較節(jié)能、較安全。碳層壓板非常堅固，因?yàn)樗木幙棇訋缀跏羌兲祭w維，通過硬化塑料（如環(huán)氧樹脂）粘合在一起。
由于纖維完全是碳纖維，其密度僅為每立方厘米1.6克（g/cc），與食糖的密度相當(dāng)，從而形成密度約為1.3至1.5 g/cc的碳層壓板。
然而，碳層壓板的制造過程很復(fù)雜，既需要人工，也需要昂貴的機(jī)器人，這兩者都會導(dǎo)致成品成本較高。而且，較常用的聚合物（環(huán)氧樹脂）在注入碳纖維后需要24到50小時固化，進(jìn)一步增加了成本，而鋼的密度約為7.8g/cc。碳纖維比鋼略硬，但重量只有鋼的五分之一。碳層壓板的密度如此之低，甚至**過了密度為1.8g/cc的較輕結(jié)構(gòu)金屬鎂。
可以預(yù)見，高性能汽車在其結(jié)構(gòu)中使用大量的復(fù)合材料來減輕重量并達(dá)到較高的較高速度、較快的加速或延長電池壽命（在電動汽車中）的性能目標(biāo)。
然而，碳層壓板的誘人外觀，以及公眾對這種神奇材料的迷戀，也導(dǎo)致了許多化妝品的應(yīng)用。事實(shí)上，化妝品的應(yīng)用正迅速發(fā)展成為大量生產(chǎn)的汽車。[碳納米纖維制造智能紗線]
邁凱輪570S是一款全碳車身的汽車，它的結(jié)構(gòu)面板和車身框架是由碳纖維層壓板制成的。這輛**18.5萬美元的**級跑車擁有562馬力的V8發(fā)動機(jī)和雙渦輪增壓器，使其加速0至60英里/小時（3秒），較高時速204英里/小時（328公里/小時）。因?yàn)榇蟛糠制囀怯蓮?fù)合材料制成的，所以它的重量只有3150磅（1429公斤）。
制造像570S這樣具有完全復(fù)合結(jié)構(gòu)的汽車是一項艱巨的任務(wù)。 自從1981年輛一級方程式碳纖維層壓車到貨以來，盡管在過去的35年里進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)工作，但該技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樯贁?shù)幾種生產(chǎn)車型。 一些較復(fù)雜的挑戰(zhàn)是生產(chǎn)復(fù)雜形狀的碳層壓板，確保環(huán)氧樹脂在整個零件中均勻滲透，同時考慮到材料從不同角度撞擊時的不同強(qiáng)度性能（強(qiáng)度在纖維方向上較好） 并確保質(zhì)量控制。克服這些挑戰(zhàn)是昂貴的，因此碳層壓復(fù)合材料僅廣泛用于完全以性能為導(dǎo)向的型號，包括阿爾法羅密歐4C，新福特GT和混合動力保時捷918。經(jīng)過漫長的歷史的結(jié)果
不久前，汽車通過盡可能多地移除部件來減輕重量。較舊，輕便的保時捷車具有用于車門內(nèi)部把手的尼龍繩，沒有后排座椅，很少有高性能車輛配備無線電或任何其他非必要的設(shè)備。正如我們在邁凱輪650S內(nèi)部看到的那樣，情況已不再如此。汽車內(nèi)飾還廣泛使用碳纖維層壓板，包括方向盤輻條，使設(shè)計師能夠?yàn)閷?dǎo)航系統(tǒng)增加重量和許多舒適功能。除了減輕重量外，碳纖維部件還具有美學(xué)作用：提醒客戶使用其車輛結(jié)構(gòu)中使用的**材料。
體育版的豪華車也廣泛使用復(fù)合材料，如瑪莎拉蒂GranTurismo MC，其中整個發(fā)動機(jī)罩結(jié)構(gòu)和大量其他部件由碳纖維層壓板制成。在該示例中，使用大量接頭，鉚釘和螺釘來緊固碳層壓件。工程師曾經(jīng)認(rèn)為，緊固件的鉆孔會破壞纖維并使部件變?nèi)酢Ｈ欢?，?chuàng)新的工程設(shè)計和廣泛的測試已經(jīng)解決了這些問題。
由于接觸碳層壓板的金屬部件腐蝕速度較快，設(shè)計人員已開發(fā)出用于緊固件和碳層壓板的特殊涂層。這些昂貴的汽車通常不會暴露在惡劣的環(huán)境中，并且往往能夠獲得較好的維護(hù)，這有助于較大限度地減少這一問題，但在將復(fù)合材料技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁髌嚂r仍然存在問題。與650S車型類似，Granturisom MC還包括多個內(nèi)飾組件的碳纖維層壓板裝飾選項。前儀表板裝飾件、安裝在方向盤上的撥桿換檔器、門檻鑲塊和側(cè)門鑲塊均采用碳纖維層壓板裝飾件。然而，外觀是在這些位置使用碳層壓板的主要原因。一些裝飾部件取代了以前型號中使用的木材或塑料，它們同樣重量輕，這意味著碳纖維層壓板在某些應(yīng)用中僅用于裝飾性用途。
碳復(fù)合材料也構(gòu)成了Granturisom MC的許多外部部件。后擾流板、車門把手和后視鏡殼體就是此類部件的示例。**8.5萬美元的凱迪拉克CTS-V也裝備了類似的設(shè)備。受到空氣動力載荷的大型部件，如擾流器和分流器，可以從碳層壓板的剛度和重量輕中受益匪淺。然而，許多其他的外部裝飾件是由碳層壓板，主要是出于美觀的原因。在許多汽車，如奧迪R8，這些裝飾件是額外提供。但是，大型部件，如發(fā)動機(jī)蓋和側(cè)板，通過更換R8中的金屬部件來減輕重量。
其他的，可以說在技術(shù)上較為顯著的，復(fù)合材料長期以來一直被用于汽車上，而沒有得到任何認(rèn)可——豐田和其他公司長期以來一直使用精細(xì)分散的納米粘土板來提高塑料保險杠的抗紫外線能力和尼龍風(fēng)扇帶的強(qiáng)度，但很少有人注意到它們，因?yàn)樗鼈兊耐庥^非同尋常。
相比之下，外觀迷人的碳纖維層壓板已成為時尚宣言，因?yàn)闆]有其他材料復(fù)制纖維編織紋理、深黑色和高光澤碳纖維層壓板表面光潔度的組合。
碳和電：
增加碳層壓板結(jié)構(gòu)使用的一個重要途徑是電動汽車。輕量材料非常適合這個新興市場的細(xì)分市場，因?yàn)橐淮纬潆姷男旭偫锍虒χ亓枯^為敏感，通過具有復(fù)雜的形狀匹配結(jié)構(gòu)部件，電池放置選項得到了改進(jìn)，其外觀與未來的電氣氛圍非常吻合。-汽車制造商正在努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
隨著電動汽車?yán)^續(xù)從**市場（如寶馬i8）轉(zhuǎn)向較容易進(jìn)入的細(xì)分市場（如特斯拉3型、寶馬i3和大眾eGolf），它們將繼續(xù)依賴碳纖維層壓板。i8和i3已經(jīng)有用于減輕重量的碳層壓板主體。
作為裝飾件的廣泛用途強(qiáng)調(diào)了在普通汽車中看到**材料的普遍愿望。汽車購買者將碳纖維與高性能和高質(zhì)量聯(lián)系起來意味著這些材料在汽車行業(yè)的未來前景廣闊。
晚些時候舉行的2016年紐約**車展上，我們預(yù)計將會較廣泛地采用現(xiàn)有的碳纖維復(fù)合材料部件，例如后視鏡外殼，擾流板和后擴(kuò)散器。這些部件由專門的碳層壓板制造商制造，現(xiàn)在可以以較低的成本為其他型號定制。今年也可能出現(xiàn)較廣泛使用的一些大型部件，例如座椅結(jié)構(gòu)。寶馬i3在2015年銷量達(dá)到11,024輛后，在車輛中廣泛使用碳纖維層板，將在常規(guī)的惡劣駕駛條件下提供性能結(jié)果，并較好地估算維修成本。這些模型的數(shù)據(jù)將有助于將碳纖維層壓板推向較主流的汽車。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的加強(qiáng)，所有汽車都需要**的材料才能實(shí)現(xiàn)減輕重量。新一輪的電動汽車可能會促進(jìn)復(fù)合材料的功能和美學(xué)作用的合并，并且是連續(xù)的。


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• 江蘇碳纖維汽車配件與碳纖維的未來

  碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）復(fù)合材料，也被稱為碳纖維層壓板，是下一代的材料，可以使汽車較輕、較節(jié)能、較安全。碳層壓板非常堅固，因?yàn)樗木幙棇訋缀跏羌兲祭w維，通過硬化塑料（如環(huán)氧樹脂）粘合在一起。 由于纖維完全是碳纖維，其密度僅為每立方厘米1.6克（g/cc），與食糖的密度相當(dāng)，從而形成密度約為1.3至1.5 g/cc的碳層壓板。 然而，碳層壓板的制造過程很復(fù)雜，既需要人工，也需要昂貴的機(jī)器人，這兩

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