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    解讀碳纖維增強複合材料的汽車應用

    時間:2015年06月25日 點擊:收藏此文 【字體:

    核心提示:碳纖維增強複合材料成型加工技術在最近的IPF2014(2014年日本國際塑料機械展覽會)上展出,柔韌性
    碳纖維增強複合材料成型加工技術在最近的IPF2014(2014年日本國際塑料機械展覽會)上展出,柔韌性極強的的碳纖維織物與聚酰胺(PA)樹脂實現了複合成型。

    日本注射機製造商希望用這種更低成本的碳纖維複合處理技術製造碳纖維複合材料,並把這種材料應用於雷克薩斯LFA高性能跑車的製造中。

    眾所周知,汽車的生產製造和性能的不斷提高與所用材料密切相關。因此,碳纖維複合材料在汽車行業,從開始的一般零部件到結構件、功能件,其應用越來越廣泛。

    碳纖維複合材料應用於汽車優勢明顯

    在歐美國家,車輛中複合材料的用量約占本國複合材料總產量的三分之一,並呈增長態勢。複合材料在汽車中的應用主要包括以下幾類:結構件、車身及車身部件、發動機蓋下部件、車內裝飾部件。

    碳纖維複合材料的密度一般不超過2g/cm3,而鋼的密度為7.8g/cm3,用碳纖維複合材料製作汽車零部件能有效減輕汽車整體質量,提高燃油經濟性。據估計,汽車在整體結構上每減重10%,即可減少燃油消耗約7%。碳纖維複合材料不但是製造汽車車身和底盤等主要結構的最輕材料,也是製作高強度承力結構的理想材料,碳纖維複合材料用於車身和底盤能使整車減重40%~60%。與玻璃纖維複合材料相比,碳纖維增強複合材料具有更高的強度和模量,而質量要小25%左右。

    另外,碳纖維複合材料還具有可設計性強、製件安全性好及可實現零部件一體化等一係列優良性能。使用碳纖維複合材料製造的汽車傳動軸,除具有高阻尼特性和減少震動、降低噪聲而使乘坐舒適外,還具有吸收衝擊能和提高安全性的優點。

    碳纖維複合材料車用領域發展潛力與阻礙並存

    碳纖維複合材料經過40多年的研究、應用和發展,已經取得了長足的進步,但是在汽車領域的應用還遠遠滯後於航空航天和其他工業領域。

    目前來說,碳纖維複合材料在汽車應用領域雖已呈現巨大的發展潛力,但就目前國內的發展情況來看,存在以下問題:

    在複合材料成型工藝方麵,現有的工藝原則上均可用於汽車工業,但是除考慮製件的力學性能外,工藝的成型效率和製造成本同樣影響著複合材料在汽車上的應用。

    除了成本因素外,複合材料的生產和製造不同於金屬材料,無論是結構設計、材料選擇還是工藝製造均缺乏經驗和數據積累,也缺少新的設計標準。

    另外,複合材料的回收利用是製約碳纖維複合材料在汽車上大規模應用的一個很大瓶頸:與金屬材料不同,報廢後的複合材料製件無論是采用粉碎、焚燒還是掩埋處理都會對環境產生影響。隻有解決了回收利用問題,才能為複合材料在汽車領域的大規模應用掃清障礙。

    如何規避和解決現存問題,研製更優質的碳纖維複合材料,在實現汽車輕量化的同時讓新材料的應用進一步完善車體性能,為97资源提供更安全、節能、環保的出行可能。這將是碳纖維複合材料行業和汽車行業需要共同探討的問題。
    (作者:97资源 編輯:hsdfj)