碳纤维复合材料助力汽车制造早日实现轻量化

  轻量化是汽车发展的主要趋势之一,碳纤维复合材料比重小,与同等体积钢材相比,只有它1/4的重量,但其抗拉强度却高于钢材7-9倍,碳纤维的应用能够极大地减少整车的重量,帮助现代汽车设计实现“安全、舒适、节能、环保”几项基本要求。

  1、碳纤维材料具有质轻高强的特性

  碳纤维复合材料密度较小,与普通的钢材相比,只有其密度的1/4- -1/5 ,其质量比铝合金还要轻,但是碳纤维材料的机械性能却远远优于传统金属材料。碳纤维材料与传统的钢材相比,其抗拉强度是钢材的3-4倍 ,刚度则是钢材的2-3倍,耐疲劳性则是钢材的2倍,热膨胀系数则较钢材小4-5倍 ,但是其质量却比钢材轻3-4倍。因此,使用碳纤维材料能够使车身整体质量显著减轻,从而使汽车的功率需求降低,进而采取更小的驱动引擎和悬挂装置,通过减少动能进而减少了汽车的冲击危险。因此,采取碳纤维材料进行汽车零部件的制造,能够显著的减轻汽车的整体质量,实现汽车的轻量化。《产品浏览:碳纤维汽车零件(图)》

  2、碳纤维具有良好的可塑性

  碳纤维材料具有非常好的可塑性,能够加工各种汽车零部件,可以用于整体结构的一体化成型。例如,目前汽车中使用的铁制汽车座位,其在安装过程中需焊接50-60个部件,但是如果使用碳纤维材料设计成整体成型的座位,不仅能够缩短加工时间,同时其精度也能够得到有效保证。例如目前已经得到应用的树脂转移模塑成型技术,该碳纤维材料制造方法具有成本低,效率高绿色环保等优势,该制造技术能够将传统成型所需的数天时间缩短到几分钟。

  3、碳纤维材料具有良好的耐腐蚀性

  汽车上的很多零部件在使用的过程中都要承受机油、汽油以及汽车传动液等化学制剂的腐蚀。并且要经受高温、严寒以及盐雾等等恶劣环境的考验。传统的金属材料零部件在这些恶劣条件下,其使用寿命会受到影响,并且在不同的环境条件下,其质量的一致性很难得到保障。但是碳纤维材料却不存在传统金属材料的生锈和腐蚀问题。碳纤维材料具有非常好的耐腐蚀性,可以耐酸、耐盐和有机溶剂等腐蚀。因此,应用碳纤维材料制造的汽车零部件,其使用寿命较长,且维修费用较低。

  4、碳纤维材料能够实现汽车零部件的一体化

  模块化和整体化是汽车结构发展的-种必然趋势,传统的金属材料很难实现这一点。但是碳纤维材料本身所具备的优良特性,使汽车结构的模块化和整体化成为了可能,只用应用合理的模具,就可以将不同厚度的汽车零部件、凸起部、筋、楞等全部一体成型。因此,对于传统的钢制薄板不易制造、生产效率低下,难以保证精度的汽车零部件,使用碳纤维材料能够克服以上所有问题。碳纤维复合材料应用于汽车零部件制造可以实现整车轻量化,同时增加了其零部件的刚度和强度,使得整车的性能也得到了显著提升。

  目前随着碳纤维材料成本的降低以及汽车轻量化发展的要求,碳纤维材料在汽车零部件中应用的优势已经逐渐被关注和重视起来了。目前碳纤维材料已经开始被应用到汽车的部分零部件的制造中,例如刹车片、传动轴、燃料箱以及环保汽车中使用的压缩天然气气瓶等。