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碳纖維能否撬動鋁合金的地位?

來源:江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司 發(fā)布時間:2015-11-10 09:53:22 瀏覽人次:2171


核心提示:  碳纖維能否撬動鋁合金的地位?這需要整個行業(yè)去推動,尤其是具有品牌實力、市場推廣能力的手機廠家參與其中,最終技術(shù)研發(fā)的
  “碳纖維能否撬動鋁合金的地位?這需要整個行業(yè)去推動,尤其是具有品牌實力、市場推廣能力的手機廠家參與其中,最終技術(shù)研發(fā)的投入才能水到渠成。”
  如今,廠家們可以多一項PK的材質(zhì)——碳纖維,這種一直備受軍工領(lǐng)域青睞的材料,最近被不少公司研究出手機殼的應(yīng)用方案,無論是強度、重量,都比不銹鋼、鋁合金、鎂合金更有優(yōu)勢。
  紋理縱橫交錯的碳纖維外殼手機,聽起來都很酷,那么它將會成為下一波手機外殼的主流嗎?我們的注塑行業(yè)又該如何接住這塊新蛋糕?
  比鋁還輕,比鋼還強,是寶馬的摯愛
  單純的碳纖維除用作絕熱保溫材料外一般不單獨使用,它多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷等材料中,構(gòu)成復(fù)合材料,所以準(zhǔn)確地說,航空、運動等領(lǐng)域用的碳纖維其實是碳纖維增強復(fù)合材料CFRP。
  CFRP有不少值得驕傲的資本:比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度卻是鋼的7至9倍,因此CFRP的比強度(材料的強度與其密度之比)可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上。
  英國材料系統(tǒng)實驗室曾對碳纖維復(fù)合材料減重效果進(jìn)行研究,結(jié)果表明碳纖維增強聚合物材料車身重172kg,而鋼制車身重量為368kg,減重約50%。
  因此,碳纖維復(fù)合材料也被公認(rèn)為汽車輕量化最好的方法之一,很多汽車廠家都對它愛不釋手。2010年豐田上市的跑車“雷克薩斯LFA”全面采用CFRP制造車體,成為了關(guān)注的焦點。但其價格也創(chuàng)下了日本國產(chǎn)車中最高的3750萬日元。
  在推進(jìn)碳纖維材料應(yīng)用方面,寶馬堪稱汽車業(yè)的“戰(zhàn)斗機”。2013年推出的純電動汽車i3,約有150個部件采用碳纖維復(fù)合材料,成功大幅減重,訂單超過1萬輛,成為受歡迎車型。剛上市的BMW7系則全球首創(chuàng)CarbonCore高強度碳纖維內(nèi)核車身架構(gòu),車頂橫梁結(jié)構(gòu)以及B柱和C柱、底部側(cè)圍、中央通道和后部支撐等都使用了碳纖維增強復(fù)合材料。相比上一代車型,全新BMW7系最大減重達(dá)130公斤。
  碳纖維手機殼來了,3分鐘內(nèi)可注塑成型
  碳纖維讓汽車輕量化成為現(xiàn)實,各大汽車廠商爭相布局碳纖維研發(fā)和應(yīng)用,這也讓越多越多行業(yè)跟著躍躍欲試,手機,便是其中一個“先鋒”。
  德國Lightweight,是全球頂級的碳纖輪組廠商,利用自己在碳纖領(lǐng)域的優(yōu)勢,今年它意外地推出了適合iphone6、6plus以及三星GalaxyS5的碳纖維手機殼,僅重7克。Lightweight稱,它運用了CNC技術(shù)以及與Lightweight用在輪組上相同的印刷技術(shù)。但是價格不菲,一塊iphone6手機殼要77歐元,約532元人民幣,差不多等于一部小米手機了。
  無獨有偶,浦良電子(深圳)有限公司(以下簡稱“浦良”)近期對熱可塑性碳纖維技術(shù)做了研究并研制出了iphone6手機殼。據(jù)該公司負(fù)責(zé)人介紹,目前碳纖維加工普遍是采用熱固性樹脂加工工藝,而浦良則采用社內(nèi)自制熱可塑性碳纖維預(yù)浸板的原材料和復(fù)合成型技術(shù),完成了碳纖維復(fù)合材料的混合成型加工工藝。采用以前熱固性加工技術(shù)需要30分鐘到1個小時才能夠完成成型,而采用熱可塑性加工工藝就能夠在短時間1分鐘~3分鐘內(nèi)就能做到,由此解決了熱固性短時間內(nèi)不能完成加工的問題。
  何時去到消費者手上?
  有了成型技術(shù),并不意味著碳纖維手機殼就能馬上投產(chǎn)。汽車行業(yè)花了多年時間才稍微把碳纖維材料從豪華車轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)車型,除了由于CFRP的成型要耗費大量的人工和成本,也因為缺乏大批量、高生產(chǎn)效率的碳纖維復(fù)合材料汽車零部件的生產(chǎn)方法和復(fù)合材料的快速、大批量連接技術(shù)。
  跟汽車行業(yè)一樣,碳纖維手機殼也面臨著同樣的問題。浦良電子總經(jīng)理葉明武說:“大量生產(chǎn)、高效率和低成本的成型要求技術(shù)對于目前國內(nèi)成型機而言仍存在很大難題,目前浦良已經(jīng)在這方面取得了實際性的突破。”
  除了機器設(shè)備的門檻,產(chǎn)業(yè)鏈的整合也至關(guān)重要,甚至需要直接從源頭入手。為什么寶馬會成為碳纖維應(yīng)用的“先鋒”,因為他很早就布局原材料供應(yīng)。為生產(chǎn)纖維,寶馬通過購買世界上最大的碳纖維生產(chǎn)商SGL16%的股份來對抗大眾汽車所購買的10%股份,還成立了一家合資公司,投入1億美元建造碳纖維生產(chǎn)廠,為寶馬車型供應(yīng)輕質(zhì)零部件。
  “智能終端、3C行業(yè)跟汽車行業(yè)有一點相似,就是都處在材質(zhì)替換階段,對碳纖維的需求很大,但這個需求什么時候才能成為現(xiàn)實?”一位資深業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,汽車行業(yè)把輕量化作為戰(zhàn)略項目,才有了今天碳纖維在汽車領(lǐng)域的地位,如今鋁合金獨統(tǒng)手機市場,碳纖維的出現(xiàn)刷新了手機的應(yīng)用材料,但它能否撬動鋁合金的地位呢?這需要整個行業(yè)去推動,尤其是具有品牌實力、市場推廣能力的手機廠家參與其中,最終技術(shù)研發(fā)的投入才能水到渠成。
  而回到最初的問題,如今碳纖維“計謀”搶灘手機市場,處于中間環(huán)節(jié)的注塑行業(yè),要怎么接住這塊新蛋糕呢?該業(yè)內(nèi)人士說:“除了技術(shù)突破,更重要的是,中國注塑行業(yè)要腦洞大開一下,學(xué)習(xí)德國注塑行業(yè)做預(yù)研,更早地進(jìn)入產(chǎn)品研發(fā)階段,與行業(yè)一起推動,不然等產(chǎn)品出來了才意識到要追趕,但那已經(jīng)不算是追趕,是落后了
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