碳纖維強化塑料在汽車結構中的發展
在能源日益緊張的今天,作為車企,應從原材料、生產、銷售、使用、回收等各方面滲透環保節能的概念,在未來汽車市場的激烈競爭中,搶占主導地位。
自1953年輛全復合材料車身汽車問世以來,復合材料在汽車上的應用不斷增多。如今隨著汽車輕量化浪潮的出現,碳纖維復合材料在汽車上的應用日益受到追捧。
2008年6月,東麗公司成立其汽車研發中心,主要任務就是開發碳纖維復合材料(CFRP)零部件在汽車領域的更廣泛應用,并于2009年4月成立了先進的復合材料中心。
2010年4月,美國碳纖維制造商卓爾泰克(Zoltek),宣布已成立一個新的子公司,稱為ZoltekAutomotive(卓爾泰克汽車公司),加快對輕質碳纖維在汽車業大幅應用的領域。
2011年,寶馬集團和西格里集團合資正式在美國摩西湖投產碳纖維工廠,至2014年,該工廠已投資3億美金。該廠生產的碳纖維經加工后成為碳纖維強化塑料,這些材料將被制成寶馬諸多車型車體和零件,除了寶馬新能源車型BMWi3、BMWi8主體車身,寶馬M系車頂部分、寶馬7系部分零件均由該材料制成。
碳纖維強化塑料是車身制造中,在不影響安全性的前提下可以使用的輕質的材料。該材料堅固輕巧,比鋼輕約50%,比鋁輕約30%,但它有著出眾的能量吸收能力,因此非常耐碰撞。這種材料高強度的秘密在于碳纖維特殊的抗撕裂性能,使其在沿著纖維的方向上具有巨大的韌性。這一特殊性能意味著它可以調整到符合其負荷的佳形態。同時,這種材料還具有耐腐蝕性。
使用該材料制作的寶馬I系新能源車,如在遇到事故需要維修,僅將受損車身部分切割下來,再將替換構件粘貼上去即可,維修比較方便。寶馬I系車型到達使用年限后,在整車報廢時,汽車90%以上的材料可以回收利用。
“寶馬生產的碳纖維強化塑料是獨創性的技術,這些材料不會出售給其它企業使用,它們將全部用于BMWi3、BMWi8等車型的制造。”寶馬集團萊比錫工廠公關總監JochenMueller表示。“超輕質碳纖維將在追求輕質材料方面發揮越來越重要的作用,從而降低車輛的重量以及減少油耗和二氧化碳排放量,碳纖維強化塑料的使用將從根本上改變汽車行業。”
隨著國際碳纖維市場的迅速發展,應用研究的進一步深入,未來碳纖維產品將趨于高性能化,汽車用碳纖維強化塑料取代金屬用汽車結構也將繼續保持大幅增長的趨勢。
自1953年輛全復合材料車身汽車問世以來,復合材料在汽車上的應用不斷增多。如今隨著汽車輕量化浪潮的出現,碳纖維復合材料在汽車上的應用日益受到追捧。
2008年6月,東麗公司成立其汽車研發中心,主要任務就是開發碳纖維復合材料(CFRP)零部件在汽車領域的更廣泛應用,并于2009年4月成立了先進的復合材料中心。
2010年4月,美國碳纖維制造商卓爾泰克(Zoltek),宣布已成立一個新的子公司,稱為ZoltekAutomotive(卓爾泰克汽車公司),加快對輕質碳纖維在汽車業大幅應用的領域。
2011年,寶馬集團和西格里集團合資正式在美國摩西湖投產碳纖維工廠,至2014年,該工廠已投資3億美金。該廠生產的碳纖維經加工后成為碳纖維強化塑料,這些材料將被制成寶馬諸多車型車體和零件,除了寶馬新能源車型BMWi3、BMWi8主體車身,寶馬M系車頂部分、寶馬7系部分零件均由該材料制成。
碳纖維強化塑料是車身制造中,在不影響安全性的前提下可以使用的輕質的材料。該材料堅固輕巧,比鋼輕約50%,比鋁輕約30%,但它有著出眾的能量吸收能力,因此非常耐碰撞。這種材料高強度的秘密在于碳纖維特殊的抗撕裂性能,使其在沿著纖維的方向上具有巨大的韌性。這一特殊性能意味著它可以調整到符合其負荷的佳形態。同時,這種材料還具有耐腐蝕性。
使用該材料制作的寶馬I系新能源車,如在遇到事故需要維修,僅將受損車身部分切割下來,再將替換構件粘貼上去即可,維修比較方便。寶馬I系車型到達使用年限后,在整車報廢時,汽車90%以上的材料可以回收利用。
“寶馬生產的碳纖維強化塑料是獨創性的技術,這些材料不會出售給其它企業使用,它們將全部用于BMWi3、BMWi8等車型的制造。”寶馬集團萊比錫工廠公關總監JochenMueller表示。“超輕質碳纖維將在追求輕質材料方面發揮越來越重要的作用,從而降低車輛的重量以及減少油耗和二氧化碳排放量,碳纖維強化塑料的使用將從根本上改變汽車行業。”
隨著國際碳纖維市場的迅速發展,應用研究的進一步深入,未來碳纖維產品將趨于高性能化,汽車用碳纖維強化塑料取代金屬用汽車結構也將繼續保持大幅增長的趨勢。










































