汽车轻量化的推动者——碳纤维
汽车轻量化的推动者——碳纤维
汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。被誉为“黑色黄金”的碳纤维已成为一种非常理想的汽车轻量化材料。将碳纤维应用到汽车零部件中最为突出的改变就是能够在保持其动力系统不变的基础上,极大地减轻整车的质量。而轻量化正是汽车发展的主要趋势之一,碳纤维在汽车行业中的应用必将具有广阔的前景。
为何选择碳纤维?碳纤维到底有多牛?
碳纤维(carbonfiber,简称CF)是一种含碳量在95%以上的高强度新型纤维材料,它“外柔内刚”,同时兼具了碳材料的固有特性和纺织纤维的柔软性两种属性,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有安全、耐久、耐腐蚀、高模量、美观等特性,在国防军工和民用方面都是重要材料,在汽车上的运用也越来越广泛。
碳纤维及其复合材料在汽车轻量化领域的优势突出
碳纤维用于汽车轻量化的需求
国内外碳纤维轻量化浪潮高涨
不仅宝马,世界主要汽车主机厂相继在碳纤维领域大举投入,如奔驰与东丽成立合资企业,通用与帝人成立合资企业,福特、奥迪、大众、兰博基尼等也纷纷与碳纤维生产企业开始合作。在国内,康得新、和邦生物、海源机械、精功科技等多家企业也争相布局碳纤维产业链,推动碳纤维产业化和行业应用。
十月份,日本新能源产业技术综合研发机构(NEDO)与新结构材料技术研究联盟成员单位之一的名古屋大学国立复合材料研究中心成功研发了世界首个碳纤维增强热塑性复合材料汽车底盘。该零件采用“LFT-D工艺”(即全自动长纤维增强热塑性复合材料直接在线成型),将连续碳纤维与热塑性树脂颗粒进行混炼,保持较长的碳纤维长度,经过模压成型,在短时间内制造纤维增强复合材料。
保时捷在近期推出了一款纯碳纤维增强塑料车轮。车轮的中心采用交织性的碳纤维织物生产而成,通过200多个单独的部件切割、组装而成。该复合材料车轮重达19英镑,比同等铝合金车轮轻20%,该车轮的坚韧度也比同等车轮高出20%。高强度和轻量化的结合能够大幅度提高车身性能,让加速和制动表现更好。
但是,“黑色黄金”也是黄金!
目前碳纤维的高成本是汽车轻量化的最大障碍,材料成本的降低和性能的提升至关重要。虽然碳纤维材料有降重40%~60%的潜力,价格不断走低,但其附加制造成本仍达到为9美元/kg以上。碳纤维能否颠覆整个汽车行业迎来春天值得我们期待。