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纤维增强塑料在汽车上应用的发展趋势
来源: 作者: 发布日期:2019-07-03 阅读次数:141 关注度:0 被收藏数:0 评论数: 0
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汽车工业的快速发展,带动了车用塑料制造技术的发展。纤维增强塑料具有高比模量、耐腐蚀等优异的力学特性和热物理性能,同时还具有化学性能稳定、阻尼减震及降噪性强等一系列金属材料所无法比拟的优良性能,并具有可设计性强、可大规模整体成型等一系列优点,在汽车中的应用规模不断扩大。按照增强纤维的材料组成可将纤维增强塑料分为碳、玻璃、和天然纤维增强塑料等。目前,纤维增强塑料是工程塑料的一大发展方向,一些国家甚至将其在一辆整车上的用量占比作为衡量汽车轻量化应用水平的标准之一。当前全球汽车工业中各种材料在汽车总质量中所占比例,纤维增强塑料在汽车用塑料中占主要地位。随着纤维增强塑料在汽车中应用规模的扩大,越来越多的应用部件也对纤维增强塑料性能提出了更新更高的要求,推动了高性能纤维增强塑料在汽车工业领域开发应用的发展。



陶氏化学在2018年法国JEC复合材料展览会上展示了为奥迪 A8 轿车开发的新型碳纤维增强塑料后围结构,该后围结构相较原材质实现了 50%的轻量化效果,同时使扭转刚度提高了24%。通用雪佛兰纪念版轿车 Corvette Z06 采用碳纤维增强塑料制造的发动机罩盖整体质量仅 9.3 kg,相较于传统金属发动机罩盖质量下降明显。福特旗下跑车 Shelby GT350R 使用澳大利亚 Carbon Revolution 公司生产的碳纤维轮毂,此款轮毂具有高刚性、轻量化和高弹性的优点,和铝合金轮毂相比,可使整车质量减少近 28kg,带来更灵敏的转向响应。日本三菱丽阳公司采用碳纤维增强塑料为日产超级跑车 GT-R 制造后备箱门,其质量仅为同类铝制品的 50%。德国宝马公司将 Hexcel CFRP碳纤维增强塑料技术用于其 7 系列 B-pillar 汽车的外壳,增加了车身强度与耐久性,降低了质量,提高了整车性能和安全性。



纤维增强塑料在汽车上应用存在以下发展趋势
1、使用条件严苛化。目前纤维增强材料在高温、高载荷的汽车部件中的应用程度较低,且大多停留在理论研究与试验阶段,随着研究的深入,越来越多的耐高温、高载荷纤维增强塑料将会被开发应用在汽车上。
2、绿色化。汽车性能更新换代速度的加快加速了汽车的淘汰,报废汽车所产生的大量废旧塑料的处理成为一大难题,这也对车用塑料的环保性提出了更高的要求。同时汽车内饰材料散发有害气体污染车内空气的新闻已经屡见不鲜,无毒低 VOC 的汽车内饰塑料研究应用也是各车企所面临的一个紧迫的问题。
3、成型工艺自动化、快速化。自动化、快速化的成型工艺可大幅降低纤维增强塑料的制造成本,有助于纤维增强塑料在汽车工业中应用范围的扩大,是车用纤维增强塑料成型工艺发展的必然趋势。

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