高端碳纤维将逐步推向主流车型

放大  缩小 日期:2013-07-05     作者:中国汽车材料网    评论:0      
核心提示:虽然当今时代汽车科技得到了空前的发展,但碳纤维技术仍然不够成熟。在正式生产制造汽车零部件之前,首先在室温下用预浸材料提取
 虽然当今时代汽车科技得到了空前的发展,但碳纤维技术仍然不够成熟。在正式生产制造汽车零部件之前,首先在室温下用预浸材料提取碳纤维树脂就需要花费很长时间;然后要把碳纤维材料放置到模具中以达到塑型的目的,这又得耗费较长的时间;最后把半成品放入高压设备中,在100—180摄氏度的高温和700千帕的高压下加工完成。不可否认,碳纤维可以大幅度减少汽车的重量,数据表明碳纤维汽车比传统的钢材质汽车至少减重50%,比铝材质汽车也要轻30%,但制造碳纤维材料所花费的成本和消耗的工时是非常巨大的,所以该材料以往仅仅出现在奢华的超级跑车上。

在兰博基尼Countach首次使用碳纤维作为前保险杠材料之后,该公司的科研人员就一直致力于提高碳纤维材料的可实用性,力争将其推广到普通轿车上。坐落于华盛顿大学西雅图分校的兰博基尼先进复合材料结构实验室已经找到了加工碳纤维材料零部件更高效的方法,生产成本和制造周期甚至要少于铝材质零部件。

全新的合成树脂材料和固化工艺让兰博基尼发明了CarbonSkin碳纤维材料,其结构更加稳定,表面摸起来更加柔软,看起来像锻造件一样拥有A级油漆罩面效果,作为一种更轻薄更强韧的材料,成功取代了真皮配饰材料,并减少了30%的重量;通过摩擦焊接紧固带就能够把热固性合成树脂连接在一起,由此加工的高强度碳纤维零部件可以直接取代原先的铝板材质零部件,例如汽车底板表层材料;生产预浸材料的工艺也有很大提升,大大节省了成本。

研发人员还发明向碳纤维材料中植入太阳能充电电池和无线射频识别控制器的技术,这样承载零部件就能够发光或者传送实时压力信息。

在使用碳纤维材料的车型中,价格最能让广大消费者接受的要数即将上市的宝马i3电动车:该车型采用了碳纤维驾驶室;底盘选用了铝作为材料,保证高效吸收撞击力;另外还配置了电池组、驱动电机和增程器。宝马i3之所以能节省成本,得益于整体式设计,大幅度减少了零部件数量,这样减少了装配流水线的花销,而且使用稍作调整的普通工具就可以生产碳纤维材料。举例来说,首先把一层一层的单向碳纤维环氧树脂放置在200摄氏度的模具中轻压,材料固化黏结在一起,生成预成型件;而车身侧围板仅由九个预成型碳纤维组件构成,这些组件是在100摄氏度和8兆帕的条件下,经数分钟的固化就可以最终成型。

宝马还与碳纤维供应商SGL展开了更深层次的合作,通过水电力制造碳纤维细丝。原材料选用了白色的天然油基聚丙烯腈线状纤维,经过低温到700摄氏度五个不同温度的烘箱后,碳化成长纤丝。这些碳纤维细丝直径只有7微米,3000—12000根不等的细丝构成线束,成为汽车内饰织物的材料。

无论兰博基尼还是宝马公司,都为碳纤维零部件的维护工作花费了大量人力物力,因为这需要为每辆车都派遣专家去现场检测和修理。为了达到碳纤维材料更实用的目的,宝马的科研人员正积极研发特种维护工具和监测软硬件。

就目前的信息,我们还不得而知大众公司是否会将兰博基尼的碳纤维技术应用在其标杆车型高尔夫上,但不难想象当碳纤维材料制造成本较低的时候,它必将成为主流。

 
标签: 碳纤维
 
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