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碳纖維在汽車行業(yè)的應用

來源:江蘇優(yōu)培德復合材料有限公司 發(fā)布時間:2017-08-14 08:57:42 瀏覽人次:2783

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

本公司--江蘇優(yōu)培德復合材料有限公司,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),配備有復合材料不同生產(chǎn)工藝,公司團隊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,具備從產(chǎn)品概念設(shè)計、模擬分析、模具設(shè)計、樣品制造、試驗驗證、一直到批量生產(chǎn)的能力。

碳纖維復材應用的車種包括賽車、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、保險杠、翼子板、輪轂、傳動軸、板簧等。

車身:在BMW7系中,壁柱這個車身結(jié)構(gòu)強度要求最嚴格的地方,將碳纖維增強塑料包在了鋼質(zhì)的金屬 的材料中間,形成了一個三明治的結(jié)構(gòu),既保證足夠的強度和輕,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)強度,同時,還有效地降低了車輛的重心。全新BMW7系車內(nèi)運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如遇到緊急情況,能更加自如的應對。同時,輕量化的設(shè)計進一步提升了剎車的靈敏度,大大提升了駕駛安全性。碳纖維的應用可以說是一個對于安全、對駕控、對整個油耗經(jīng)濟化的一個創(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就標配了碳纖維輪圈。福特 Shelby GT350R標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,碳纖維輪圈對于車輛動態(tài)表現(xiàn)的提升將會是全方面的。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)動角動量能約減低40%,也改善了加速和剎車的效能。另外,碳纖維輪圈材質(zhì)堅固有韌性,有利轉(zhuǎn)向的反應并傳遞路感。所以說,匹配了碳纖維輪圈之后的新一代GT的動態(tài)表現(xiàn)將會更加的值得期待。

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;簡化汽車制造工藝,降低零件加工、裝配、維修費用,提高生產(chǎn)效率。良好絕緣性,防止車內(nèi)電子元件導電;良好吸振效果;彈性變形特性,對強烈撞擊有較大的緩沖作用。

據(jù)汽車復合材料聯(lián)盟介紹,汽車生產(chǎn)廠家一般因其能縮短加工時間、減輕質(zhì)量和降低成本才選用復合材料。該聯(lián)合會列舉了復合材料用于汽車的優(yōu)點:①制件的比強度、比疲勞強度和比剛度高。②減輕汽車質(zhì)量,提高燃油經(jīng)濟性。復合材料一般能減輕質(zhì)量35%,從而有助于節(jié)約燃料和減少廢氣排放。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、工時和模具費用,降低制造成本,縮短開發(fā)周期。⑤可設(shè)計性強,通過纖維種類和鋪層設(shè)計,調(diào)節(jié)復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)動機高效化、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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