您好,欢迎访问BG大游真人网站名称官网!

全国咨询热线

400-123-4567

环保材料展翅欲飞!(上)碳纤维材料正在向飞机和汽车普及

发布时间:2022-11-11 08:25:27浏览次数:

  BG大游真人碳纤维、超导材料、藻类生物质,……节能、省资源的环保材料在各个领域都取得了长足的进步。曾经的“未来技术”已经来到了实用化阶段,展开了激烈的开发竞争。不只是“环保性能”,在价格和功能上具有竞争力的材料也已经出现。本文我们来追踪材料革命的最前沿。

  2013年7月,在纽约举办的宝马集团首款量产型纯电动汽车“宝马i3”的发布活动上,宝马集团董事长诺伯特·雷瑟夫(Norbert Reithofer)热情地向观众介绍着这款产品。

  i3最大的特色是基础框架使用碳纤维强化塑料(CFRP),实现了令人震撼的轻量化。

  CFRP不仅具有高强度,而且重量比铁轻一半,比铝轻30%,能大幅改善燃效。是实现低碳社会必不可少的环保材料。在消耗大量燃料的飞机上已经广泛应用。

  在汽车领域,CFRP此前虽然也在部分高级跑车上采用,但全面应用于量产车的主要构件尚属首次。

  纯电动汽车因为要搭载大容量蓄电池,所以重量大约比汽油车重200kg。而通过框架上采用CFRP,底盘改换为铝合金,车体的重量减轻了约350kg,抵消后轻了约150kg。因为车体上部大幅减轻,车辆整体的重心下降,行驶性能也得以提升。

  消费者对i3的关注度很高,在欧洲,i3于2013年11月上市后,订购数量已经达到了1万辆以上。在日本也已于4月上市。据称希望试驾的人数突破了1万人。

  i3受到关注的理由不仅仅是性能。还有一大因素是低至499万日元(含税)的建议零售价。以高档车的级别,实现了普通消费者可以接受的价格。对此,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)电子、材料、纳米技术部主任佐藤隆行难掩惊讶之情:“与过去全面采用碳纤维的汽车相比,价格便宜了一位数。简直令人难以置信”。

  制造碳纤维时,加热要使用大量电能。宝马利用水力和风力发电,减少了制造过程产生的CO2

  “宝马i3”通过为基础框架采用碳纤维强化塑料,底盘采用铝合金,成功减轻了约350kg

  以实现“碳纤维汽车”的商品化为目标,全世界的汽车企业展开了激战。2010年丰田上市的跑车“雷克萨斯LFA”开日本国产车之先河,全面采用CFRP制造车体,成为了关注的焦点。但其价格也创下了日本国产车中最高的3750万日元。因为采用的是手工制造的订货型生产方式,所以其成本压缩受限。

  碳纤维是把丙烯等纤维在无氧状态下“蒸烤”炭化制成。把碳纤维在平面上排列、或编织成片,再用树脂加固,就成为了CFRP。

  飞机等使用的CFRP在成型时,要在专用釜中加热加压,使构件硬化。这样做虽然可以获得极高的强度,但成型需要若干小时,而且成本高昂。i3使用的CFRP采用了无需加压加热的新工艺——RTM(树脂传递模塑):把预成型的碳纤维布放入模具,高压注入树脂,使纤维与树脂结合,可在10分钟以内成型。

  而且,还开发了将CFRP成型品粘合起来的粘合剂,粘合时间缩短到以往的10分之1的,粘接工序也利用机器人实现了自动化。通过构筑量产体制,大幅降低了成本。