联系人:陈先生 电话:189 238 77411
地址:深圳市龙岗区宝龙街道龙东社区龙湖路89号A栋404
为何选择碳纤维?碳纤维到底有多牛?
碳纤维(carbon fiber,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
2015年全球碳纤维汽车市场需求量达到了8700多吨,预计到2020年将超过20000吨,将成为增长最快和需求最大的领域之一。随着碳纤维生产技术和工艺的进步,其生产成本将会进一步降低,使其在汽车工业的大规模量产成为可能。说到碳纤维,不得不提宝马7系。在全新7系的车体框架中,碳纤维被用于最重要的几个地方:加固车顶横梁结构、B柱、C柱、底部侧围、中央通道和后部支撑,这些部件以往只能用高强度钢材打造,换成钢和碳纤维混合结构后重量直接减轻50%以上,而且强度是钢的5倍以上,最终7系比上一代减轻了130kg重量。BMW i3/i8 Lif模块由全碳纤维材质打造。该结构免去了中央通道对内部空间的占用,让乘客拥有更多空间。同时也抵消了高压蓄电池给车身带来的重量,降低了汽车的重心。宝马是目前唯一掌握在大规模生产中使用碳纤维增强复合材料(CFRP)科技的汽车制造商,成为大型豪华汽车市场智能轻量化结构的领导者。
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。
近期,兰博基尼在马塞诸塞州的剑桥市首次揭开了其Terzo Millennio概念车的神秘面纱。这款车型由兰博基尼与麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)共同研发出来。合作聚焦碳纤维材料的新制造路径,在车身表面构建了先进的电容器和储能结构,令车身变为一个超级电池,为跑车提供巨大电量并且可以快速完成充电。而不是像目前量产的纯电动车那样,将硕大、笨重的电池组安装在车内地板下方,进一步提升了轻量化材料水平。
目前,国内多家汽车厂商已开始尝试使用碳纤维轻量化部件。在上海车展上,北汽展出的一款即将上市的纯电动汽车ARCFOX-1,其车体上半部分为康得新集团旗下康得复材公司设计开发的整体成型碳纤维复合材料上车体;观致汽车推出了全碳纤维车身的MODEL K-EV超级电动车,其碳纤维结构车身将于2018年由康得复材批量生产;蔚来汽车展出了一辆全碳纤维车身结构的智能纯电动超级跑车——EP9,此外还正在开发一款金属、碳纤维混合车身的纯电动汽车,并在不久的将来大规模量产上市。
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。