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汽車用碳纖維復合材料的發(fā)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(fā)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(fā),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(fā)展,旨在減少對熱壓罐工藝的依賴,降低制造成本。

    二、發(fā)展中的一些問題

    碳纖增強環(huán)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(huán)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(jīng)驗數(shù)據(jù)的積累。要實現(xiàn)復合材料汽車零部件的規(guī);a,還需要制訂相應的各種標準規(guī)范,包括材料的檢驗和測試標準以及生產工藝規(guī)范等。
   
    在實際的復合材料設計過程中,應根據(jù)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(guī)劃,這是實現(xiàn)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(tǒng)工程,目前,國外很多整車廠及協(xié)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(yè)在此方面還處于一個空白。隨著復合材料在汽車工業(yè)應用的日益增多,建立專業(yè)的研發(fā)團隊和制定相應的材料規(guī)范和工藝規(guī)范已成為國內汽車整車廠商的當務之急。

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