2017年11月20日星期一

碳纖維複合材料汽車零部件開發與前景探討


  汽車工業的快速發展,給人們帶來交通便利的同時,也面臨著環境汙染和能源緊缺等問題,為了應對這些問題,使汽車工業的可持續發展,節能減排已經成為汽車工業的重要研究課題。研究顯示,若汽車整車重量降低10%,燃油效率可提高6%-8%;汽車整備質量每減少100公斤,百公裏油耗可降低0.3-0.6升,二氧化碳排放可減少約10克/公裏。因此,環氧樹脂建材汽車輕量化是節能減排的重要手段,在保證汽車的強度和安全性能的前提下,盡可能地減輕汽車的整備質量,從而提高汽車的動力性,減少燃料消耗,降放排氣汙染。目前汽車輕量化主要有2種途徑,一是結構設計優化,提供對車身的結構及骨架進行優化設計,優化結構形式,以達到減重目的。二是通過輕質高強材料替換傳統材料,從而達到減重目標。自從1953年世界上第一台FRP汽車-GMCorvette制造成功以後,隨著複合材料技術的不斷進步,複合材料作為汽車輕量化中應用得到了快速發展,歐美日等汽車發達國家,都已在汽車中大量采用複合材料,碳纖維複合材料也在逐步進入汽車領域,必將成為汽車複合材料的發展趨勢。
  碳纖維複合材料零部件開發情況
  碳纖維複合材料具有高強度、高模量、低密度。是汽車輕量化最理想的材料。在發達國家,碳纖維複合材料在汽車上的應用技術已經成熟,電動車車身可以說是碳纖維複合材料在汽車中應用的最為成功的案例,是碳纖維應用到汽車大型結構件的一個重要的裏程碑。碳纖維複合材料在電動車上成功的應用得益於突破了2項關鍵技術:一是用於汽車的碳纖維和碳纖維布,大大地降低了碳纖維的成本,二是新的樹脂體系以及高壓RTM成型工藝,提高了生產效率、降低了生產成本。滿足了汽車批量生產的要求。
  我國碳纖維複合材料在汽車中應用需求與前景

  中國是汽車產銷大國,2014年產銷量達2000多萬輛,同時也是複合材料產銷大國,但複合材料在汽車中的應用還相當落後,隨著汽車工業的快速發展以及大眾環保意識和節能意識的不斷增強,尤其是在世界能源危機和石油漲價而使得汽車工業向輕量化方向發展的大背景下,具有輕質高強的碳纖維複合材料比將成為汽車輕量化主流輕質材料而會得到快速發展,碳纖維複合材料技術將會不斷進步,成本會逐步降低,生產效率會不斷提高。所以碳纖維複合材料在汽車中的應用將是必然趨勢,其前景非常廣闊。

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