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老生常淡汽车轻量化:碳纤维材料备受关注

2019-12-31 16:48:16来源:塑料机械网原创 阅读量:207

  【塑料机械网 编辑视角】 说起近年来被广泛应用的新材料,碳纤维可谓是人气新材料之一,从被誉为“黑色黄金”来看,足以证明其重要性。
 
  关于碳纤维,我们都有所了解,这是一种具有很高的强度与模量的纤维,目前可以与之匹敌的纤维材料难觅其踪,在航空航天等高技术领域中,碳纤维材料展现出颇为理想的特性,而随着工艺技术的提升,碳纤维材料已被越来越多地扩展到了更多领域。
 
  在我们身边其实不乏碳纤维材料制品,比如:汽车领域中,车身、保险杠、内饰、镜罩、尾翼、机盖、灯眉、包角等零部件都可以使用碳纤维作为制作材料。
 
  在汽车轻量化趋势下,汽车减重正是一个被广泛关注的技术领域。根据观察,这种趋势的兴起与发展与这些方面有关:
 
  ·降低温室气体排放、尾气污染;
 
  ·新能源汽车续航问题;
 
  ·减重提速,提升驾驶体验
 
  ·节能降耗,提高燃油率更省油;
 
  ·减少车重对零部件的磨损,延长车辆使用寿命。
 
  碳纤维具有重量轻、强度高的优点。碳纤维汽车零部件在减轻了自身重量的同时,不减损零部件的机械强度。
 
  “合眼缘”是决定我们消费的因素之一,在汽车方面,车辆外形对于是否购买该款车起到了一定的作用。车身壳体给人以直观的车型感受,也负责着保护汽车内其他部件以及乘驾人员的安全。通常汽车的车身壳体采用金属材料制作,比如:钢(镀锌薄钢板、低碳钢板)、铝等。而随着材料科学的发展,现在也出现了以强化塑料和碳纤维为制作基材的车身壳体。
 
  在同样的防撞等级之下,碳纤维车身与钢制车身相比,车重大幅降低,这将使采用了碳纤维车身的车辆在拥有与传统车身相似安全性能的情况下获得驾驶体验的提升。而实际上,碳纤维在汽车领域的应用也是先从赛车开始的,赛车对于速度和安全性的要求都非常高。制造相同的外壳,碳纤维材料大约只有钢的1/2、铝的2/3,更轻的质量带来更高的驾驶速度,但是仍然可以提供不亚于二者的安全性能,碳纤维材料正好满足了这两项要求。
 
  关于汽车安全的重要部件还有汽车保险杠和刹车片。随着汽车轻量化趋势的发现,汽车保险杠金属走向碳纤维复合材料,在同样能量的碰撞试验中,碳纤维复合材料的强度使其与金属保险杠相比产生的变型更小(但是材料厚度与变型程度成反比,并不是越厚越好);再看汽车刹车片方面,碳纤维复合材料的刹车片具有耐高温、散热快、硬度高、耐磨损等优点,而且其制动也相对平稳、有良好的自润滑性、少有噪音、不产生有毒碎屑,是一种新型的刹车片材料。
 
  而在舒适度方面,碳纤维材料在汽车座椅上的应用也正成为一种趋势。碳纤维座椅具有更好的抗疲劳性,其高强度的优点也使座椅即使面对强烈的冲击也不易破损变形,在正常使用状态下也拥有比金属座椅更长的使用寿命。目前航空领域也在引入碳纤维座椅,主要应用于座椅骨架的制作方面,相比传统金属座椅减重约达50%。
 
  不过值得注意的是,目前碳纤维材料的成本仍然是其扩大应用的发展路上的一个难题,生产效率低、周期长、造价高等问题仍然存在,在研发和设计上也使企业需要额外付出不少成本,目前因而我们很难在低端车型上看到碳纤维材料的广泛使用。但是随着科技的发展,我国正在寻求在汽车轻量化趋势下各技术领域的突破,碳纤维技术也赫然在列。
 
  在马上到来的2020年,将有多场与汽车相关的展会即将召开。也许在这里,您会发掘出关于汽车制造的新灵感,抑或发现来自国内外新的汽车生产技术,如果您心系汽车产业,那么不妨一起来关注一下明年与汽车相关的展会讯息:2020年,哪些汽车展会将与我们见面? 
 
  结语:汽车轻量化趋势正如火如荼展开,碳纤维材料作为一种性能理想的材料在这一领域拥有广阔的前景,虽然基于目前的科技发展,我们仍然面临诸多技术上的挑战,但是随着科技的发展,我们终将获得突破,让我们一起期待汽车产业的更长足进步!
 
  资料参考:江苏博实碳纤维、汽车教练、百度百科

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