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碳纖維在汽車行業(yè)的應(yīng)用

來源:江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司 發(fā)布時(shí)間:2017-08-14 08:57:42 瀏覽人次:2643

汽車工業(yè)是復(fù)合材料應(yīng)用量最多的鄰域之一,同時(shí)汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)又直接影響復(fù)合材料的研究方向。

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)域的高性能零件開發(fā)、試制及生產(chǎn),配備有復(fù)合材料不同生產(chǎn)工藝,公司團(tuán)隊(duì)在汽車零部件配套的不同專業(yè)領(lǐng)域均擁有15年以上的從業(yè)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。

碳纖維復(fù)材應(yīng)用的車種包括賽車、跑車、轎車、客車、貨車、特種車輛等,部位包括受力骨架、車頂、底盤、側(cè)板、車門、帽罩、保險(xiǎn)杠、翼子板、輪轂、傳動(dòng)軸、板簧等。

車身:在BMW7系中,壁柱這個(gè)車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求最嚴(yán)格的地方,將碳纖維增強(qiáng)塑料包在了鋼質(zhì)的金屬 的材料中間,形成了一個(gè)三明治的結(jié)構(gòu),既保證足夠的強(qiáng)度和輕,也保證了足夠的韌性。這樣不光降低了車身的重量,提高了車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,同時(shí),還有效地降低了車輛的重心。全新BMW7系車內(nèi)運(yùn)用了大量的碳纖維材料,使得車身重量減輕了130多公斤,這意味著在路面行駛時(shí)如遇到緊急情況,能更加自如的應(yīng)對(duì)。同時(shí),輕量化的設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升了剎車的靈敏度,大大提升了駕駛安全性。碳纖維的應(yīng)用可以說是一個(gè)對(duì)于安全、對(duì)駕控、對(duì)整個(gè)油耗經(jīng)濟(jì)化的一個(gè)創(chuàng)新。

碳纖輪轂:福特已經(jīng)將碳纖維輪圈用到了量產(chǎn)車上邊,Shelby GT350R就標(biāo)配了碳纖維輪圈。福特 Shelby GT350R標(biāo)配的碳纖維輪圈由澳大利亞的Carbon Revolution公司提供,除了大家最容易想到的重量輕以外,碳纖維輪圈對(duì)于車輛動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的提升將會(huì)是全方面的。以福特 Shelby GT350R Mustang所裝備的碳纖維輪圈為例,將原本每個(gè)輪轂重14.98千克的鋁合金材質(zhì)換為8.17千克的碳纖維輪圈后,全車減重27.24公斤,這將顯著的改善車輛的操控性能。再者,由于輪圈減重45%,輪圈+輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)角動(dòng)量能約減低40%,也改善了加速和剎車的效能。另外,碳纖維輪圈材質(zhì)堅(jiān)固有韌性,有利轉(zhuǎn)向的反應(yīng)并傳遞路感。所以說,匹配了碳纖維輪圈之后的新一代GT的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)將會(huì)更加的值得期待。

內(nèi)飾:車內(nèi)頂棚、儀表板、方向盤、車內(nèi)門板、座椅、扶手。內(nèi)飾采用復(fù)材的目的是:提高汽車內(nèi)飾柔軟化,使乘客有安全舒適感;簡(jiǎn)化汽車制造工藝,降低零件加工、裝配、維修費(fèi)用,提高生產(chǎn)效率。良好絕緣性,防止車內(nèi)電子元件導(dǎo)電;良好吸振效果;彈性變形特性,對(duì)強(qiáng)烈撞擊有較大的緩沖作用。

據(jù)汽車復(fù)合材料聯(lián)盟介紹,汽車生產(chǎn)廠家一般因其能縮短加工時(shí)間、減輕質(zhì)量和降低成本才選用復(fù)合材料。該聯(lián)合會(huì)列舉了復(fù)合材料用于汽車的優(yōu)點(diǎn):①制件的比強(qiáng)度、比疲勞強(qiáng)度和比剛度高。②減輕汽車質(zhì)量,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。復(fù)合材料一般能減輕質(zhì)量35%,從而有助于節(jié)約燃料和減少?gòu)U氣排放。③加工速度快,能在生產(chǎn)中節(jié)省成本。④零部件一體化。結(jié)構(gòu)整體性好,可用模具一次成型法來制造各種構(gòu)件,從而減少了零部件的數(shù)量及接頭等緊固件,可節(jié)省原材料、工時(shí)和模具費(fèi)用,降低制造成本,縮短開發(fā)周期。⑤可設(shè)計(jì)性強(qiáng),通過纖維種類和鋪層設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)復(fù)合材料各組分的比例、結(jié)構(gòu)及排列方式,既可使構(gòu)件在不同方向承受不同的作用力,還可以制成兼具剛性、韌性和塑性等矛盾性能的多功能制品。

另外,CFRP制件還具有優(yōu)良的耐腐蝕性、優(yōu)良的振動(dòng)阻尼特性、熱膨脹系數(shù)小、耐沖擊和安全性等優(yōu)良性能。汽車輕量化、發(fā)動(dòng)機(jī)高效化、車型阻力小等,都要求使用質(zhì)輕和一體多能的結(jié)構(gòu)材料,而CFRP正是理想的材料。

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