10月，日本國土交通省及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省制定了以2020年度為目標(biāo)的更加嚴(yán)格的轎車新燃效標(biāo)準(zhǔn)。歐洲也將于明年大幅度強(qiáng)化汽車的二氧化碳排放規(guī)制。
隨著規(guī)制的強(qiáng)化，電動(dòng)汽車（EV）、混合動(dòng)力車（HV）等環(huán)保車的普及已進(jìn)入人們的視野。想改善燃效，延長(zhǎng)行駛距離的車體輕量化必不可少。
在鋼鐵企業(yè)及化學(xué)企業(yè)致力于原料開發(fā)的背景下，碳纖維復(fù)合材料（CFRP）被寄予厚望。碳纖維復(fù)合材料的重量是鐵的四分之一，強(qiáng)度卻是10倍。東麗以及三菱麗陽、帝人這3家日本企業(yè)掌握著7成的世界市場(chǎng)份額。
碳纖維復(fù)合材料雖被采用于豐田高檔車“雷克薩斯LFA”的骨架等，但其成型時(shí)間長(zhǎng)成為瓶頸，一直被認(rèn)為不適用于量產(chǎn)車。但是今年，碳纖維復(fù)合材料企業(yè)相繼發(fā)布了著眼于實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的試制車。
車體骨架的重量為鐵制骨架的五分之一
今年3月，帝人公司公布已成功掌握以世界最快速度——在1分鐘之內(nèi)成型的量產(chǎn)技術(shù)。使用的是加熱即融化、冷卻即凝固的“熱可塑性樹脂”。做法是對(duì)樹脂中含有碳纖維的中間材料進(jìn)行沖壓成型。
以往的碳纖維復(fù)合材料主要是使用加熱即凝固的“熱硬化性樹脂”。熱硬化性碳纖維復(fù)合材料一般必須有燒結(jié)工序，成型過程最短也要花費(fèi)5分鐘。通過采用熱可塑性樹脂便可省去燒結(jié)工序，從而縮短成型時(shí)間。由此突破了決定能否進(jìn)入量產(chǎn)車生產(chǎn)線的“1分鐘屏障”。
此次試制的電動(dòng)汽車的車體骨架為47公斤。兩個(gè)成年人就能抬起來。既保持了可與鐵制骨架匹敵的強(qiáng)度，而重量又只有鐵制骨架的五分之一。
為了提高強(qiáng)度，帝人開發(fā)出了3種中間材料。對(duì)限定方向具有高強(qiáng)度的材料、對(duì)所有方向強(qiáng)度均等的材料等，根據(jù)使用部位的需要區(qū)分使用，由此實(shí)現(xiàn)了全部熱可塑性碳纖維復(fù)合材料的車體骨架。
該公司開發(fā)出了熱可塑性碳纖維復(fù)合材料之間、以及與不同原材料之間的接合技術(shù)，減少金屬使用量，從而有助于實(shí)現(xiàn)輕量化。帝人將促動(dòng)日本國內(nèi)外的企業(yè)將采用這些新技術(shù)的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于量產(chǎn)車。