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汽車制造

碳纖維材料將引領汽車行業(yè)新一輪變革

星之球科技 來源:環(huán)保汽車網2016-11-21 我要評論(0 )   

碳纖維,是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。憑借著輕質、高強、耐高溫、抗腐蝕等特點。近幾年,碳纖維在汽車行業(yè)的應用引發(fā)行業(yè)廣泛關注。

碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。憑借著輕質、高強、耐高溫、抗腐蝕等特點。近幾年,碳纖維在汽車行業(yè)的應用引發(fā)行業(yè)廣泛關注。
 
碳纖維給汽車制造帶來的突出優(yōu)勢
 
輕量化
碳纖維應用于汽車后,給汽車制造帶來最明顯的好處就是汽車輕量化,最直接影響的就是節(jié)能、加速、制動性能的提升。一般而言,車重減小10%,油耗降低6%~8%,排放降低5~6%,0-100km/h加速性提升8-10%,制動距離縮短2~7m。
 
安全性
車身輕量化可以使整車的重心下移,提升了汽車操縱穩(wěn)定性,車輛的運行將更加安全、穩(wěn)定。碳纖維復合材料具有極佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是鋼的六到七倍、鋁的三到四倍,這進一步保證了汽車的安全性。
 
舒適度
碳纖維復合材料具有更高的震動阻尼,輕合金需要9秒才能停止震動,碳纖維復合材料2秒就能停止,故碳纖維應用在汽車上,對于整車NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)的提升貢獻同樣很大,會大幅增強汽車行駛的舒適性。
 
可靠性
碳纖維復合材料具有更高的疲勞強度,鋼和鋁的疲勞強度是抗拉強度的30-50%,而碳纖維復合材料可達70-80%,因此汽車上應用碳纖維復合材料對于材料疲勞可靠性有較大提升。
 
提升車身開發(fā)水平
由于碳纖維復合材料可設計性比金屬強,因此更易于車身開發(fā)的平臺化、模塊化、集成化。這樣碳纖維車身及金屬平臺的混合車身結構對于傳統(tǒng)汽車車身結構而言,可以做到模塊化、集成化,大大減少零件種類,減少工裝投入,縮短開發(fā)周期。      
 
尤其對于新入新能源汽車企業(yè),應用碳纖維車身不僅可以節(jié)約沖壓、焊裝生產線及模、夾具的投入,減輕固定資產占資配比,優(yōu)化企業(yè)資產配置結構,而且在企業(yè)的市場宣傳上更具影響力。
 
中國碳纖維行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)
雖然碳纖維材料優(yōu)點很多,但其核心技術卻被牢牢掌控在少數(shù)發(fā)達國家手中。一方面,美日韓德等發(fā)達國家對該技術嚴格保密;另一方面,國外碳纖維行業(yè)領先企業(yè)開始進入中國市場,中國本土碳纖維企業(yè)壓力大增。 
 
中國對碳纖維的研究開始于20世紀60年代,80年代開始研究高強型碳纖維,多年來進展緩慢。進入21世紀以來發(fā)展較快,特別是隨著中國汽車工業(yè)的崛起,碳纖維材料的研發(fā)、應用都得到了長足發(fā)展,并快速成長。
 
同時,碳纖維在汽車行業(yè)也面臨諸多挑戰(zhàn)。一是工藝復雜,主要采用熱壓罐,真空導入等傳統(tǒng)工藝,這種工藝生產效率低、生產周期長、產品造價高,無法滿足汽車大批量規(guī)?;a要求;二是成本相對高昂,碳纖維材料的價格是金屬材料的數(shù)倍,這不僅制約了其在汽車領域的應用與發(fā)展,更是無形中拒低端或自主汽車品牌于千里之外;三是設計人才缺乏,且由于該技術之前較少在國內應用,所以從事過碳纖維量產部件設計的人才非常稀缺。
 
特別需要指出的是,碳纖維從基礎研發(fā)、產品設計、生產工藝選擇到生產出汽車零件是緊密相連的一個整體,每一個環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣。因此,這給碳纖維在汽車行業(yè)的發(fā)展建立了極高的技術壁壘,要求碳纖維制造企業(yè)必須具有極強的綜合實力。

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碳纖維汽車行業(yè)
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