汽车复合材料就不多讲了,传统的要进行清洁能源的使用,混合动力、纯电动、燃料电池。传统的汽车解决轻量化,还解决了提高发动机效率,减少风阻的问题。最好办法是用电动汽车加上轻量化,这个里面详细不讲了。
轻量化以后,有八个效益,减轻10%重量,它就可以提升燃料效率,又可以降低排放污染,又可以增强提速性能,提高制动性能、耐久性能,提升操控稳定性,提高 碰撞安全性。碳纤维有十大优越性,一它强度高,但密度很低,所以又轻又强。另外碰撞的时候,它的安全性更高了。加工性能好,耐腐蚀,膨胀系数小,基本零膨 胀。复合材料容易成型,表皮光滑,不用很多油漆涂装等,另外可以把复合材料一体化,有十大优点,所以刚才讲的CFRP也应运而生了。
在这里面量产要进行五大挑战,碳纤维成本比钢贵20倍,这是一个很严峻的挑战。第二个它的循环周期长,不像金属钢,碳纤维以前是热固型的,时间是它的上百倍, 如果这样生产肯定赶不上生产需要的。第三是设计加工难度大,缺少现存的数据库。第四个就是回收,现在国外要求报废零件里95%都要回收利用,碳纤维里不溶 不融的,所以挑战也非常大。
第一个要解决成本的问题,现在想了四个新方法,一是改性沥青,日本用废轮胎做,同时还可以增加一些纳米的碳管。二是木质素碳纤维。三聚乙烯碳纤维。四是低成本高强度原丝的制备。
加工能源上也是要改进的,美国用等离子能源技术,宝马利用水泥发电,他们的电钱要3美分一度,这个成本就大大下降了。另外采用高压RTM的方法,一分钟到几 分钟之间就可以达到固化的效果。第二是采用热塑性技术,不需要固化,它只要冷却就行了。还有短周期的RTM工艺,SMC技术。碳纤维首先要变成织物,现在 有一个新方法,尼龙搭扣式的,这样强度又高,速度又快。
其它CFRP零部件加工创新技术:CFRP零部件3D打印技术;虚拟手势识别系统;连接技术。一体成型设计、模块化、整体化制造新技术。
国内创新技术:碳纤维增强热塑性复合材料的构建成型关键技术,连接技术,装备技术,都有进展。
CFRP回收技术,一是CFRP碎料回用,溶出回收。
车用碳纤维现在使用越来越普及了,估计2017年全球汽车用量增加到7885吨,产值非常高。2013年碳纤维产值大概10亿左右,可能到2020年,升到 60亿,所以发展是非常快的。而且它的使用范围也是非常广的,车身、保险杠、空气阻力阀、车身、车架、中控台、空气阻力调算器、座椅、轮毂、挡板、后视 镜、安全带、后视镜、刹车盘、储气瓶等等都可以用。碳纤维用有七大绿色效果,彻底轻量化,节能资源化、零件寿命化、形式安全化、环境人体化、环保清洁化、 车型个体化,总的来说就是从高端化到普及化。
A3是一个纯电动汽车,它的最大续航历程160~285,百公里加速7.2秒,A8是可以到4.4秒,百公里油耗2.1升。各种零件的配套,像轮毂、方向盘、传动轴、车顶、支架等等,都大量采用了。这里展示一些电动车和概念车、F1赛车用的车。
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