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碳纖維復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

來(lái)源:江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司 發(fā)布時(shí)間:2017-08-14 09:20:43 瀏覽人次:1965

碳纖維復(fù)合材料用于汽車部件上不僅可以實(shí)現(xiàn)汽車輕量化,而且在安全性與乘用舒適性等方面也有很大提高,因此越來(lái)越受到汽車工業(yè)的重視,很多汽車制造商生產(chǎn)的豪華轎車(如通用、寶馬、大眾、奔馳、福特、奧迪、本田、日產(chǎn)等)幾乎都開(kāi)始試用或已經(jīng)采用了各種碳纖維復(fù)合材料。

1) 碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車車身、底盤及承力部件,在保證安全性的同時(shí)具有十分明顯的減重效果。在各種材料制造的車身中碳纖維復(fù)合材料是最輕的,尤其是與鋼制車身相比,輕量化效果達(dá)53%以上。

美國(guó)通用汽車公司1992年展出了由碳纖維復(fù)合材料制造車身的超輕概念車,車身質(zhì)量為 191.0 kg,整車質(zhì)量降低68%,節(jié)油40%。蘭博基尼汽車2011年推出了Mucilage替代車型,該車采用了全碳纖維復(fù)合材料單殼體車身,質(zhì)量?jī)H有145.5 kg。目前,碳纖維復(fù)合材料制成的車身結(jié)構(gòu)件已在德國(guó)寶馬公司開(kāi)發(fā)的Z-9和Z-22系列中大量采用。德國(guó)大眾汽車公司的“2L車”CC1 研究項(xiàng)目,碳纖維復(fù)合材料用于車身的比例高達(dá) 45%。通用汽車公司采用碳纖維復(fù)合材料制成的 Chevrolet Corvette Z06紀(jì)念版轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋,質(zhì)量?jī)H9.3 kg。福特和保時(shí)捷的發(fā)動(dòng)機(jī)罩也全部采用了碳纖維復(fù)合材料,在安全性不降低的前提下獲得了極高的輕量化效果。

2003年,戴姆勒克萊斯勒公司研制的Dodge Viper跑車采用了碳纖維復(fù)合材料制造的擋板支架系統(tǒng),每個(gè)支架質(zhì)量?jī)H1.93 kg,4個(gè)復(fù)合部件總重6.1 kg,與金屬擋板支架系統(tǒng)相比,質(zhì)量減輕了 18 kg,剛度提高了22%。此外,作為輕質(zhì)高強(qiáng)材料,碳纖維復(fù)合材料也可應(yīng)用在高強(qiáng)度承力結(jié)構(gòu)件上,如碳纖維承重架、減振彈簧葉片等。用碳纖維復(fù)合材料制造的板簧僅重14 kg,比鋼制的輕 76%。根據(jù)世界鋁業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告,汽車質(zhì)量每減少10%,油耗可降低6%~8%,排放減少5%~6%,每降低消耗1 L燃油,將減少2.45 kg的CO2排放量,可見(jiàn)在汽車上使用碳纖維復(fù)合材料,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,節(jié)能環(huán)保的作用非常明顯。

2)碳纖維復(fù)合材料振動(dòng)衰減系數(shù)大,吸振能力強(qiáng),用于傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)部件,不僅能減輕車的質(zhì)量,還可以減少振動(dòng)、降低噪聲,從而增加乘坐舒適度。奧迪Quattro系列、日本尼桑GTR和 Fairladyz車型、阿斯頓·馬丁V8 Vantage Coupe車型和Mazda RX-8車型上已大量使用了碳纖維復(fù)合材料制造的傳動(dòng)軸?;谔祭w維復(fù)合材料在可靠性、耐久性和強(qiáng)度等方面的優(yōu)點(diǎn),日本近年開(kāi)始在制造汽車渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪時(shí)用其替代鋁合金,將葉輪質(zhì)量降低48%,從而使轉(zhuǎn)子慣量降低,加速性能提高,極大縮短渦輪增壓器的響應(yīng)滯后,對(duì)碳纖維進(jìn)行表面處理,大幅提高了碳纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度,為在發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料提供了很好的借鑒。

3)與金屬材料相比,采用碳纖維復(fù)合材料制造車身可以省去復(fù)雜的金屬模具、沖壓、焊接及噴涂投資,綜合生產(chǎn)成本要降低很多。根據(jù)MSL的研究成果,在一定產(chǎn)量之內(nèi)的汽車(低于2萬(wàn)輛),使用樹(shù)脂傳遞模塑成型(RTM)生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合材料車身比金屬工藝的車身綜合成本低,說(shuō)明了小批量生產(chǎn)時(shí)碳纖維復(fù)合材料用于車身的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),因此其在未來(lái)環(huán)保車型的開(kāi)發(fā)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和良好的社會(huì)效益。

本公司--江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司,致力于碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和玄武巖纖維等復(fù)合材料汽車及工業(yè)領(lǐng)域的高性能零件開(kāi)發(fā)、試制及生產(chǎn),公司團(tuán)隊(duì)在汽車零部件配套的不同專業(yè)領(lǐng)域如公司管理、市場(chǎng)營(yíng)銷、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品及工藝設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、質(zhì)量管理等均擁有15年以上的從業(yè)經(jīng)驗(yàn),并有著與VOLVO、神龍、通用、上汽等客戶多年的開(kāi)發(fā)供貨經(jīng)驗(yàn),具備從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、模擬分析、模具設(shè)計(jì)、樣品制造、試驗(yàn)驗(yàn)證、一直到批量生產(chǎn)的能力,因此公司致力于碳纖維、玻璃纖維等汽車及性能要求更高的工業(yè)設(shè)備方面的應(yīng)用。公司與行業(yè)內(nèi)的模具及原材料供應(yīng)商建立緊密合作關(guān)系,使我們的產(chǎn)品在選材、品質(zhì)、工藝及成本上均能提供客戶更優(yōu)的方案。

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