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汽車用碳纖維復合材料的發展趨勢及問題
2011-1-14 來源:復材在線
關鍵詞:碳纖維 復合材料 汽車

    碳纖維復合材料被廣泛使用在今天的高性能汽車車身上,目前還沒有可替代的材料能夠既有高強度,高硬度,抗沖擊,又重量輕,耐腐蝕,壽命長;自動化加工技術應用,降低了鋪層成本,改善了積層質量,提高了生產效率。

    一、汽車用復合材料的發展趨勢
   
    碳纖維復合材料被廣泛使用在今天的高性能汽車車身上,目前還沒有可替代的材料能夠既有高強度,高硬度,抗沖擊,又重量輕,耐腐蝕,壽命長;自動化加工技術應用,降低了鋪層成本,改善了積層質量,提高了生產效率;設計制造合并零部件-降低制造成本;熱塑塑料研發,旨在降低材料成本及改善可回收性;低溫固化/非熱壓罐固化工藝的發展,旨在減少對熱壓罐工藝的依賴,降低制造成本。

    二、發展中的一些問題

    碳纖增強環氧樹脂復合材料在大型商用飛機和高性能汽車及F1賽車主承力結構件上的成功應用表明,復合材料完全可以取代金屬被用于汽車車身結構中。
   
    然而,由于當前的材料和工藝設備昂貴,考慮到目前汽車生產的工藝鏈和產品鏈,以及材料可回收重復利用等問題,綜合考量成本與效益,目前還不具備量產化的條件,導致碳纖增強環氧樹脂復合材料在汽車結構件上的應用遇到很大的局限性,這使得高強度鋼板及鋁合金仍然是目前汽車承載結構的主流材料。
   
    作為一種完全有別于金屬材料的新型材料,復合材料的汽車零部件的設計涉及結構設計、鋪層設計及強度設計等多個方面,它離不開大量的計算和經驗數據的積累。要實現復合材料汽車零部件的規模化生產,還需要制訂相應的各種標準規范,包括材料的檢驗和測試標準以及生產工藝規范等。
   
    在實際的復合材料設計過程中,應根據材料的利弊特性,針對特定的結構形狀,性能,成本要求,在結構設計早期即開始做具體的工藝方案,對遇到的問題,處理方法作盡可能細致的分析和規劃,這是實現高水平復合材料結構設計的重要前提。
   
    因此復合材料車身結構是一個非常復雜的系統工程,目前,國外很多整車廠及協作廠已建有完整的復合材料工藝體系和設計體系,相比之下,國內的汽車企業在此方面還處于一個空白。隨著復合材料在汽車工業應用的日益增多,建立專業的研發團隊和制定相應的材料規范和工藝規范已成為國內汽車整車廠商的當務之急。

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