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汽车行业的 新型复合材料

2019-01-10

 

每年,所有大型贸 易会展的谈话都是一样的:今年将是汽 车行业新型复合材料的“大年”。还没有发生 这种逐步的变化,也没有出现 质疑它是否会发生许多问题,但证据在于 所收订单和商品交易量正在逐渐增加,而且应用领 域也正在不断扩张。

 

汽车行业复 合材料的炒作主要围绕着它们的强度重量比。立法和竞争 将使这个领域成为关注焦点;减少10%的重量同时 却可以提高7%的燃料转化效率。

 

在汽车行业 中使用复合材料并不是唯一的解决方案,它们也不像 前一篇文章所讨论的那样没有任何缺点。轻质金属及 其合金或改善后的高强度钢是最有发展前景的领跑者。除了较有竞 争力的减重优势,先进的金属 材料在熟悉它们的处理和修复以及报废的机会上也有更多的优势,这与这些行 业实现循环经济的目标有很大关系。

 

当然,复合材料长 期以来都用在跑车和赛车当中,而高档车中 使用复合材料的比例预计在近几年就会增长。宝马(BMW)是唯一一家 使用添加碳纤维来增强聚合物(CFRP)材料的大空 间低成本的汽车制造商,但在其他地方,几乎所有汽 车制造商都拥有合作伙伴,或者与一家 大型碳纤维供应商开展合作项目。

 

IDTechEx公司已经对 这个行业领域进行了广泛的研究分析,并且在这篇 报告中可以对这个行业进行全面了解。

 

传统车辆将 会使用复合材料吗?

 

人们一直关 注车身结构CFRP的零部件上,但其自身许 多缺点已经阻止了这种情况出现在制造出的大型车辆上。IDTechEx公司预测,使用多种材 料的解决办法将可能实施,一些汽车制 造商已经在寻求制造复合材料零部件,昂贵的碳纤 维复合材料可以用来在只有有需要的地方提高刚度。

 

图片来源:IDTechEx和Hexion

 

除了用在汽车车身,复合材料还 有的一个关键的潜在应用领域是在车轮上。车轮有很高 的结构要求,需要有很大 的固定重量,并且由于旋 转质量而带来的负面影响更大,这对于HGVs的大车轮也更为重要。目前有几个 具体的实例,仅限于使用 在非常高端的汽车上,但预计在不 久之后也会出现在HGVs和大型汽车上。

 

在这个领域,天然纤维也 在增加投入。麻类品种(包括亚麻、大麻和黄麻)的知名度日益突出,不仅是由于 其有利的性能,而且还增大 了该领域生命周期评估考虑因素的压力。这里的一个 主要问题是提供的材料能否可以以满足需求的速度增长。

 

我们是否正 在摆脱硬壳式设计?

 

汽车行业是 一个非常传统保守的行业,并不容易发生变化。标准的高容 量汽车是一种硬壳式结构,这是车身在 结构与设计上密不可分的地方,但在这方面 可以有越来越多的创新,高性能复合 材料可以发挥出非常大的作用。 

 

遥远的英国已经使 用他们称为Axontex的编织碳纤维材料,来开发有成 本效益的汽车空间框架。汽车空间框 架要完成所有承载要求,并且其外部 面板是非结构性的。他们相信到2018年中期,将会有一款 大型汽车应用这项技术。

 

来自戈登·默里设计公司的iStream是另一个对 重新思考传统汽车的人。在传统汽车中,使用复合材 料夹层板与钢管结合在一起,可以大大降低重量。该项设计将 由雅马哈公司在2019年其主题城 市汽车进入汽车世界。雅马哈公司将于2019年推出这款 设计与他们的Motiv城市汽车一 起投入汽车领域使用。

 

对于汽车行业来说,他们的车队 仍需要减轻重量,但这最终是 否是正确的解决方案,仍有待商榷。

 

原文来自printedelectronicsworld


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