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汽车碳纤维有什么好处

  1. 汽车上有哪些部件可以用碳纤维材料?
  2. 汽车轻量化是发展趋势,你认为碳纤维会大量应用于汽车设计吗?

汽车上有哪些部件可以用碳纤维材料?

汽车的后尾门、保险杠、翼子板、内外饰等都可以采用碳纤维材料。碳纤维材料指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成。是制造航天航空和汽车等高技术器材的优良材料。

汽车轻量化是发展趋势,你认为碳纤维会大量应用于汽车设计吗?

碳纤维增强复合材料(CFRP)不会大量应用于汽车中。

关于CFRP的神奇已不用多说,这种轻量化材料被大量应用在F1赛车中。在民用车领域,以宝马(宝马i系列)为首的企业/品牌,也在努力探索此类材料的使用。IIHS测试中也证明了CFRP使用在民用车上也能较好地保护驾驶者。


不过CFRP虽然好,这种材料的韧性却并不能让人满意,它比较脆,因此在制造一些复杂部件时,优势就就没有了。

而且CFRP的回收处理也是一大难题,由于CFRP不可降解,因此将其磨成粉末、垃圾场填埋或焚烧都行不通,早在2010年,日本三菱人造丝公司就估计世界上废弃的CFRP就大约高达2万吨。

以上我们是从工艺和后期处理的角度来谈,除此外,CFRP的原材料成本、制作成本、设备利用率/通用率等问题都严重制约着它的发展。

从发展趋势看,一般汽车上很难大量使用CFRP材料。 但大家也别闻此色变,不排除CFRP被用作结构加强件的可能。

比如宝马7系上使用的“高强度碳纤维车身架构(首次实现量产的碳纤维、钢、铝智能轻量化车身结构)”,CFRP就被用于加固车顶横梁结构以及B柱和C柱、底部侧围、中央通道和后部支撑,相比上一代车型,全新BMW 7系最大减重达130kg。


除此外,像沃尔沃旗下的Polestar(北极星)品牌,也采用了类似于蜻蜓结构的CFRP加强件。

不过就我看,未来更有可能是可降解增强材料的天下。


我们拿京都大学与多家零部件供应商正着手研发一款轻量化原型车为例,这款车采用了从木材中提取的CNF(纤维素纳米纤维)作为主体材料,它的比重仅为钢材的20%,抗拉强度却是钢材的5倍。

最重要的,因为这种源自木头的材料,可以直接通过土壤降解。 当然了,作为一种概念级别的材料,它的成本比CFRP还要高,但既然是聊趋势,它有着不输于CFRP的优势,而且在后期处理上优势明显,是一种环境友好型材料。

不可能,至少现在是不可能的。原因分析如下。一,碳纤维的价格。碳纤维在价格没有大幅下滑的情况下,生产企业是不大可能大规模的使用,开始用于车身制造。成本的上升会影响到终端的售价,而却使消费者望而却步。

二,碳纤维本身的自有特性。碳纤维轻,抗压抗弯能力比较好,但是其抗冲击能力比较差。一旦发生侧面撞击情况之下,碳纤维就会大面积的损坏与破裂。而碳纤维一旦发生损坏,它修复很困难。特别是面板类的。只能大面积的更换。价格与维护性,碳纤维应用的死穴。

三任何一个材料都有其使用极限与使用寿命。碳纤维也不例外。好的碳纤维材料可以与车身的金属部件可以说是达到等使用时限。标准低的材料的话,它的使用年限将会大大限度缩短。其使用环境也相对而言比较要求高。汽车作为一个广泛的交通工具。在日常行为之中,你很难预测其使用环境与消费者如何去使用的行为。采用高标准高牌号的零部件材料,会增加制造成本。最终要反馈到车辆销售的价格上。降低零件材料标准的话,而又容易引发各种质量问题,造成品牌效应的下滑。与其用这种新材料带来的风险与不可预测性,不如用保守性方案,现有成熟可靠的材料与行业标准。

四碳钎维材料研究并不一定是目前最好的材料之一。像新兴的石墨烯什么之类的,此类材料很有可能替代碳纤维。并不一定要押宝于碳纤维。如何出现比碳纤维更好的材料,并且其价格与维护性优于碳纤维,使用碳纤维一个很失败的决策。

五碳纤维目前大多也使用于非核心零部件。各种差异化使其造成无法大规模的工业化。无法廉价的大规模生产。如果从单一指标或者性能上而言,碳纤维是有着无可比拟的优势。但进入大规模生产,他的这种优势会被价格与成本给抵消。消费者并不一定会为其买单。车辆油耗是一方面,售价与可维护性是另外的几个重点。

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