2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--車用碳纖維
德國開發(fā)再生碳纖維混合復合材料應用于汽車零部件
德國圖林根紡織和塑料研究所(TITK)開發(fā)了一種由天然纖維和再生碳纖維制成的混合復合材料。該材料相對于傳統(tǒng)天然纖維復合材料具有更好的機械性能。
通常復合材料的克數(shù)約在1600-2000g/m2范圍,為進一步滿足輕量化需求,需要減少半成品的重量,但機械性能不能降低。傳統(tǒng)天然纖維復合材料無法實現(xiàn),而天然纖維與再生碳纖維復合材料可兼顧重量和機械性能。
新材料在設計時可通過天然纖維與碳纖維的不同比例調整復合材料的纖維含量,進而調整材料整體的機械性能。制造時可通過兩種方法實現(xiàn)二者的混合應用:一種是碳纖維在梳理過程中與天然纖維一起直接加工纖維混合物;另一種是采用模壓工藝制備天然纖維復合材料半成品,再在天然纖維半成品的頂部加上碳纖維薄覆蓋層,通過針刺或熱粘合等方式實現(xiàn)連接。
天然纖維/再生碳纖維混合復合材料具有較高的機械性能,可實現(xiàn)將天然纖維增強的半成品和組件的克重減少約30%且沒有任何機械性能損失。該材料是車門板、儀表板等機械性能要求較高的部件理想的輕量化替代材料。
Fraunhofer推出PAN基碳纖維原絲熔融紡絲新工藝
Fraunhofer應用聚合物研究所近期展示了最新的ComCarbon技術,可大大降低量產(chǎn)碳纖維的生產(chǎn)成本。
傳統(tǒng)的PAN基碳纖維原絲無法熔融,必須用一種昂貴的溶液紡絲工藝生產(chǎn)出來,成本非常高。而新工藝采用了一種特別研制的可熔融PAN基共聚物,能夠將原絲的生產(chǎn)成本降低60%。
在傳統(tǒng)碳纖維的生產(chǎn)過程中,原絲必須歷經(jīng)穩(wěn)定化和碳化的過程。而新工藝中,經(jīng)過熔融紡絲生產(chǎn)的原絲,再重新轉化進入一種“非熔融”的狀態(tài),完成這一“預穩(wěn)定”步驟之后,接著送入傳統(tǒng)的烘箱,然后在1600攝氏度的條件下進行碳化。
新工藝不再使用任何對環(huán)境有害的溶劑,而且不需要對溶劑進行回收再利用。同時熔融狀態(tài)下的材料可以100%進行紡絲,極大提升了紡絲速度。因此,新工藝更加經(jīng)濟和環(huán)保。
瑞典開發(fā)碳纖維增強塑料快速生產(chǎn)工藝
瑞典材料公司Corebon開發(fā)了一種超快碳纖維增強塑料(CFRP)生產(chǎn)工藝。該專利工藝基于感應加熱,使Corebon能夠以比現(xiàn)有技術更高的速度生產(chǎn)碳纖維部件。所生產(chǎn)的碳纖維部件質量性能優(yōu)越,并且可顯著降低生產(chǎn)中的能量消耗。
據(jù)Corebon AB創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官TobiasBj?rnhov表示:“該技術使生產(chǎn)周期縮短了10倍,節(jié)能高達95%,并且復合材料中的纖維體積分數(shù)可達到較高水平。”憑借這項技術,可以更容易地控制生產(chǎn)過程中的熱量,減少塑料需求,并實現(xiàn)高纖維體積復合材料的生產(chǎn)。該方法適用于汽車,電信,航空航天和機器人行業(yè)的各種產(chǎn)品。
目前,該項目得到了斯堪尼亞增長資本公司的投資,正在加速進行生產(chǎn)試制。
寧波材料所成功制備高強高模碳纖維M60J
寧波材料所成功制備了高強高模碳纖維M60J,拉伸強度可達5.24GPa、拉伸模量為593GPa。與日本東麗M60J高強高模碳纖維(拉伸強度3.92GPa、拉伸模量588GPa)相比,繼續(xù)保持了拉伸強度上的優(yōu)勢,實現(xiàn)國產(chǎn)M60J關鍵制備技術的重大突破。
高強高模碳纖維具有拉伸模量高、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定等系列優(yōu)點,依靠其獨特結構與性能優(yōu)勢,成為宇宙飛行器及航空航天等領域關鍵原材料。近年來國產(chǎn)高強高模碳纖維發(fā)展迅速,而寧波材料所國產(chǎn)M60J高強高模碳纖維關鍵制備技術突破,將有力促進國內在該領域的技術發(fā)展。
研究團隊在國產(chǎn)M55J級高強高模碳纖維應用評價工作基礎上,還將進一步開展國產(chǎn)M60J級高強高模碳纖維穩(wěn)定制備技術研究,并與國內碳纖維優(yōu)勢企業(yè)密切合作,積極開展產(chǎn)學研合作,支撐相關任務的發(fā)展。 德國Saertex公司推出碳纖維多軸織物缺陷控制系統(tǒng)
Cristex復合材料公司最新的報告稱,其合作伙伴Saertex公司最近推出了一種碳纖維多軸織物的缺陷控制系統(tǒng),有助于提高其材料的質量。
據(jù)悉,Saertex智能缺陷控制系統(tǒng)可以識別織物的結構,并揭示其間隙、起伏、尺寸偏差等。除了纖維束之間的間隙,該系統(tǒng)還能清楚地識別其他缺陷,如多軸織物內部層中的線或波動的均勻性,有利于在制造過程中找出缺陷并立即采取糾正措施。因此,該工藝可為碳纖維織物自動化連續(xù)生產(chǎn)提供可靠的質量保證,并且不會對材料造成直接損壞。
Cristex公司的報告稱,Saertex系統(tǒng)還可以刪除或標記出現(xiàn)缺陷的區(qū)域,在對碳纖維織物質量進行檢測時,可避免已處理的缺陷點重復檢測,節(jié)省檢測和加工時間。
純電動超跑前途K50上市 采用碳纖維車身
純電動超跑前途K50此前在前途汽車蘇州生產(chǎn)基地正式上市。新車整體設計風格十分運動,線條流暢的造型前衛(wèi)動感,低矮寬大的車身也極具視覺沖擊力。此外,新車采用了全鋁合金框架的車身結構,全車除了前后包圍和左右側裙以外,其它車身覆蓋件均為碳纖維復合材質。新車側面造型修長,配合大尺寸輪圈,比例十分協(xié)調。尺寸方面,前途K50的長寬高分別為:4634*2069*253毫米,軸距為2650毫米。
動力方面,這款電動超跑將搭載前后雙電機,在BOOST模式下,最大輸出功率可達320千瓦,峰值扭矩680牛米;并支持后輪驅動、適時四輪驅動、全時四輪驅動三種模式,可實現(xiàn)百公里加速時間為4.6秒。 Bertrandt公司和西格里集團推出創(chuàng)新的碳纖維CCB支架
Bertrandt公司與西格里集團開發(fā)了一種新的碳纖維的支架技術,采用了輕量化的纖維配混料,擁有集成化的功能,可以大批量生產(chǎn),并應用于汽車內飾結構中。
開發(fā)這種碳纖維支架的主要挑戰(zhàn)是,需要找到基體材料與纖維材料的最佳匹配的工藝,包括纖維的長度、所占比例、取向以及層鋪結構設計等。“從概念到設計直至自動化的大批量生產(chǎn),在整個產(chǎn)品的開發(fā)過程中,Bertrandt公司和西格里集團的專業(yè)知識被綜合應用到了這種碳纖維的支架中。”西格里集團輕量化應用中心負責人Andreas Erber博士說。
這種碳纖維支架具有高度的創(chuàng)新性,展示了現(xiàn)代汽車的創(chuàng)新結構概念。由此而獲得的經(jīng)驗將被用于Bertrandt公司和西格里集團更多的合作項目中。
德國開發(fā)碳纖維復合材料底盤控制臂
德國弗勞恩霍夫研究所開發(fā)了一種由碳纖維增強聚合物制成的輕量化控制臂。該控制臂與傳統(tǒng)金屬設計的控制臂相比重量降低了35%,質量僅為2.1千克。同時集成了半主動減振系統(tǒng)以及結構健康監(jiān)測(SHM)系統(tǒng),可監(jiān)測FRPs結構狀態(tài),量化運行負荷,以提高車輛安全性,并根據(jù)實際使用情況確定其維護周期。
纖維增強聚合物基復合材料(FRPs)在高負載懸掛組件中具有巨大的輕量化潛力,當通過功能集成增加了單個部件的復雜性時,整個系統(tǒng)的綜合成本和重量也有所降低。集成SHM系統(tǒng)可以監(jiān)測高負荷下纖維增強聚合物結構的狀態(tài)。因此,可以根據(jù)使用情況安排維護,同時增加車輛和乘客安全。FRP控制臂的循環(huán)測試顯示,該部件能承受較高載荷下的較高循環(huán)次數(shù)。該控制臂的成功開發(fā)也說明了高負載懸架部件材料可以由傳統(tǒng)的金屬材料被高性能復合材料替代。
福特開發(fā)碳纖維復合材料轉向節(jié),實現(xiàn)減重50%
福特(Ford)、華威制造集團(WMG)、汽車科技公司(Autotech)和GRM咨詢公司(GRM Consulting)共同開發(fā)出了一款用于C級車輛的復合式后懸架轉向節(jié)。新的后懸架轉向節(jié)采用獨特的碳纖維配置和定制的制造工藝相結合,與目前的鋼構件相比,重量減少了50%。
材料方面,針對傳統(tǒng)SMC材料固化時間長,機械性能差的缺點,研究人員將單/雙軸預浸料與SMC相結合,提升了材料強度,滿足了汽車制造的耐久性、NVH等目標。
工藝方面,研究人員開發(fā)了一種能夠大批量生產(chǎn)高強度、剛性和復雜形狀的懸架轉向節(jié)的模壓成型技術,整個成型周期不到5分鐘。
目前這一零件的設計已經(jīng)完成,正在進行零件的制造試驗,以早日實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。
蔚來ES6正式發(fā)布,新能源碳纖維汽車進入新時代
據(jù)報道,2018年12月15日,蔚來汽車第二款量產(chǎn)車型--蔚來ES6正式發(fā)布。最新ES6采用了碳纖維車身結構,并且車輛后端關鍵部件都采用了碳纖維制作。創(chuàng)新地將碳纖維后地板嵌入到全鋁車身中,較鋁合金減重30%以上。同時讓車身整體的扭轉剛度更高,提高了被動安全性能,整體耐久性也得到很大提升。據(jù)悉,ES6的碳纖維部件由康得新設計與供貨。
性能方面,ES6百公里加速僅需4.7秒,百公里制動距離33.9米,整車抗扭度高達4930N·m/deg,綜合工況續(xù)航里程510km。
ES6補貼前售價35.8萬元起,其中首發(fā)紀念版限量6000輛,售價49.8萬元起,明年6月起優(yōu)先開始交付。預計量達15萬輛,五年內將達65萬輛的市場容量。
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