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碳纖維材料的發展


  隨著碳纖維的優勢特性被越來越多的人所關注和了解,航空、軍備、機器人制造、輕軌交通等多個領域的應用式開發蜂擁而上,使得國內碳纖維生產線建 設異常熱鬧。特別是在汽車制造領域,“碳纖維熱”已呈燎原之勢。但是,碳纖維作為新興戰略性產業中的一種重要材料,其在汽車制造領域受熱捧的背后還有很多 深層含義值得我們去解讀。
  汽車輕量化的趨勢造成了碳纖維材料的“炙手可熱”
  幾年前,寶馬在日本大量銷售的采用尖端材料的EV(純電動汽車)“i3”,其宣傳口號就是“碳纖維電動”。該車使用碳纖維取代了車體材料中過去最常用的鋼鐵。碳纖維以僅有鋼鐵四分之一的重量,實現了足夠的強度和耐久性。對于充電一次駕駛距離嫌短的EV等環保車,輕量化是最重要的課題。
  碳纖維復合材料主要憑借兩個優勢進攻汽車制造領域,一是模塊化生產,碳纖維復合材料具有良好的可塑性,可加工成各種零部件,也可以制成一體 式的整體結構。對多個部件的一次性加工成型,不僅縮短了加工時間、降低了成本,并且能保證更高的精度。二是生產工藝-樹脂轉移模塑成型(RTM)技術的發 展應用,能大幅提高零件成型速度,將傳統成型的幾天時間縮短為幾分鐘,具有效率高、成本低、綠色環保等優點。很多家公司都已試驗或運用了此項技術。一些技術發展較快的碳纖維加工企業還能采用更新的成型技術使碳纖維產品達到A級表面的要求,拓展碳纖維復合材料的使用范圍。
  但是目前國內的碳纖維加工企業良莠不齊,大多還處于摸索階段,在生產標準和技術研發水平上很難達到客戶的理想水平,這在很大程度上局限了碳纖維產品在汽車制造領域的廣泛應用。在行業內起步較早的公司的技術總監坦言:“從未來發展趨勢上看,汽車制造行業對碳纖維零部件有很大需求,但是碳纖維產品的制造方必須要結合這些行業的實際需求,提升自身的 生產能力,將碳纖維技術真正融入到該領域中去,這就需要雙方在產品研發上做更深層次的交流合作”。日前,該企業為國內某家汽車主機廠研發的碳纖維低速吸能 盒已進入試樣階段,此外該企業研發的阻燃增韌碳纖維材料,填補了國內此項目的技術空白,在軌道車輛的車身及車廂設施方面應用非常廣泛,有效發揮了碳纖維制 品在結構減重方面的突出優勢。
  近日,歐洲汽車輕量化技術聯盟理事、意大利APS公司合伙人、碳略新材科技CEO博士在2016第二屆碳纖維及其復合材料技術與應用研討會發表了題為《汽車碳時代,復合材料支撐汽車產業革命》的演說,再一次論證了碳纖維及 其復合材料對汽車產業的歷史意義。但是在這股“碳纖維熱”的背后,我們必須清醒地認識到,如果沒有系統化的開發,沒有足夠豐富的生產經驗,沒有積極應對市 場需求的研發隊伍是很難在短時間內將這種“熱”傳導到汽車制造領域,為汽車行業帶來有影響性的革新力量,這也需要碳纖維生產方和客戶方需要深入考慮的問題。
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