碳纖維構(gòu)件已經(jīng)成為賽車減重的首選
如玻璃纖維增強(qiáng)材料將在成本上成為鋼材的有力競(jìng)爭(zhēng)者,雖然它的重量減輕有限,但價(jià)格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽車工業(yè)上很難有所作為。
制造工藝決定使用范圍
采用新材料與先進(jìn)的制造工藝是相輔相成的,汽車工業(yè)正在努力開發(fā)新的制造方法,對(duì)傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行更新。例如:適用于輕量化設(shè)計(jì)的連接工藝今年來有所發(fā)展,如德國(guó)某汽車公司在大批生產(chǎn)的轎車上采用CO2激光束焊接,與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,焊接成的高強(qiáng)度鋼板車身的強(qiáng)度提高了50%。
又如,一些復(fù)合材料的SMC殼體的材料較厚,大約為2.5~3mm,限制了輕量化的幅度。法國(guó)雷諾公司采用新的A級(jí)表面精度的SMC模壓技術(shù)和低密度填料,減薄了零件厚度,使轎車殼體重量比普通SMC工藝下降了30%。
汽車外裝及結(jié)構(gòu)件用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料
纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料統(tǒng)稱為FRP,是一種纖維和塑料復(fù)合而成的材料。增強(qiáng)用的纖維為玻璃纖維、碳纖維和高強(qiáng)度合成纖維。母體樹脂根據(jù)使用要求,可用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯等。汽車上常用的是玻璃纖維和熱固性樹脂的復(fù)合材料。
FRP作為汽車用材料具有材質(zhì)請(qǐng)、設(shè)計(jì)靈活、便于一體成型、耐腐蝕、耐化學(xué)藥品、耐沖擊、著色方便等優(yōu)點(diǎn),但在這種材料用于大批量汽車生產(chǎn)時(shí),與金屬材料比較還存在著生產(chǎn)效率低、可靠性差、表面加工差、材料回收困難等方面的問題。
FRP材料可用于制造汽車頂棚、空氣導(dǎo)流板、前端部、前燈殼、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋泥板、后端板、三角窗框、外板等外裝件。用碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制成的汽車零件,還有傳動(dòng)軸、懸掛彈簧、保險(xiǎn)杠、車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)、車門、座椅骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、格柵、車架等。