一、突破:日产将把碳纤维复合材料应用于主流车型
几十年以来,碳纤维一直被用于赛车和高端公路车型,这种轻质材料曾经被认为对主流汽车而言成本过于昂贵,不过这种情况可能很快就会改变。
据外媒报道,日产近日公开了一种新的碳纤维复合材料(CFRP)部件的生产工艺。与传统方法相比,新工艺可以将零部件的研发周期缩短一半,工艺周期缩短约80%。
与其他材料相比,碳纤维复合材料在某种程度上简化了生产过程。宝马公司已将其用于i3电动汽车的车身外壳以及最近停产的i8插电式混合动力汽车上。许多其他汽车制造商也在小批量零件上使用碳纤维复合材料。
据悉,日产公司正在采取计算机模拟来估计树脂在模具中的表现。然后可以在模具上切出凹槽,以确保树脂到达正确的位置,从而提高产品的一致性。
二、碳纤维在汽车中的应用探索
碳纤维的强度是钢铁的8倍,密度是铁铁的1/4,因此轻量化效果明显。目前碳纤维在应用已经不少,每年达到8000吨以上,当然也不是很多,因为这是全球的量。当然碳纤维直接应用的少,要借助其他材料成为复合材料才行。最初,碳纤维复合材料在汽车中的应用,但随着成本的降低和技术的进步,其应用越来越广泛。
目前汽车中有多种零部件使用了碳纤维复合材料(CFRP),分别有:车身、底盘、车顶、车门、头盖、引擎盖、尾翼、压尾翼、中控台、装饰条、仪表盘、传动轴、特殊动力传动系统、座椅、座椅套垫、前扩散器、尾扰流板、后扩散器、后视镜外壳、悬挂臂、前唇、侧裙、侧格栅、车用箱包、导流罩、A柱、遮阳罩、散热器面罩、侧护板、低位踏板、副保险杠等外部和车身、内饰和外饰配件等系统。但目前碳纤维在汽车中的应用遇到了一些问题。
1、价高、工艺受限,难以量产
碳纤维复合材料价格高,使其在汽车上应用具有一定的难度,特别在降本压力很大的当前。当然,碳纤维复合材料的价格高,除了碳纤维本身价格较高外,其中最大一个原因就是目前的加工方式,导致加工效率低,加工成本高。目前碳纤维复合材料的加工方式从玻纤复材的工艺而来,效率较低,成本较高,导致加工成本甚至比碳纤维原材料成本还要高,甚至高许多倍。同时加工工艺的局限,不仅成本增加,而且效率较低,难以满足汽车行业动辄数万甚至几十万车型的需要。
2、缺乏复材设计经验及人员
汽车是一个系统工程,碳纤维不是简单的一个部件就可以解决的。碳纤维材料在汽车上的应用,不是人们简单想象,以为更换一个部件,改成碳纤维材料就OK了,可以减重。汽车是一个系统工程,简单更换一个部件,可能带来其他问题,包括共振、声躁、安全等。
宝马车型的成功,就是根据碳纤维复合材料的特性,对整车重新进行了设计,才取得了成功。而这个设计能力,国内厂家还比较欠缺。
3、大汽车厂家处于观望态度
国内汽车厂家虽然感到碳纤维材料在汽车上应用的前景,也有厂家有所动作,但步骤较慢,一方面汽车厂家不太懂碳纤维和复合材料,不熟悉加工工艺,或者说相关工艺的技术还没有公开,无法通过购买等经济手段获得,投资碳纤维汽车有一定风险。另外,汽车生产线都投资巨大,上碳纤维汽车生产线,也有可能使以前的投资缩减甚至无用,因此国内大汽车厂家步骤谨慎,处于观望态度。
此外碳纤维复合材料在汽车上应用涉及到维修、回收,以及保险,政策等,都是需要进一步研究的问题。(来源:新浪、搜狐)
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