说到碳纤维复合材料在汽车工业上的应用,大家一定不会陌生。碳纤维材料在最近几年发展迅猛。小到手机壳,签字笔,大到汽车,飞机,碳纤维越来越多的出现在人们的视野当中。要说碳纤维在汽车领域方面的应用,大家最熟悉的应该是车内饰中应用的碳纤维饰件了。然而碳纤维在汽车领域还有更重要的应用,便是应用于汽车车身。
针对碳纤维材料能否在未来汽车领域大放异彩这个问题,我想各位看客一定有自己的独到见解。在这,我为各位简单介绍一下碳纤维复合材料,碳纤维材料的优缺点及其在现今汽车领域的应用。
首先,我们来简单了解一下碳纤维材料。碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂等材料通过一定比例混合,经过一系列固化处理得到的具有优异性能的新型材料。这种材料具有传统金属材料无法比拟的优点。
优点一:强度高。碳纤维复合材料的机械性能优于金属材料。其抗拉强度时普通钢材的4-5倍,刚度是普通钢材的3-4倍。人们越来越注重汽车的安全性,在“德系车与日系车谁能安全”“铁皮厚与薄谁更安全”等问题上,汽车爱好者已讨论多年,表面上是争个谁对谁错,但实质上反映的事人们对于汽车安全性的看重。这样一种高强度的材料应用到车身上,汽车的安全性会大大增加。
优点二:质量轻。碳纤维复合材料在有着优良机械性能的同时,又有着超轻的质量。人们传统意识中的“越结实就肯定越重”的观念被彻底颠覆。在比普通钢材强度高上数倍的同时,它的质量仅为钢材的数分之一。在越来越注重环境保护,越来越注重汽车燃油经济性的今天,轻车身已经成为汽车发展的趋势,由捷豹XE等车型所采用的全铝车身便可见一斑。但全铝车身有一个明显的缺点——维修问题。相比铝合金车身,碳纤维车身更易于维修。
碳纤维复合材料还有耐腐蚀,易于造型等优点,上述这些优点让碳纤维复合材料成为车身制造的绝佳材料,甚至用它来制作轮辋。
当然任何事物都不是完美的,有优点便有缺点。其中最明显的便是成本高,价格贵。碳纤维的生产和后续加工成本极高。这也就不难理解为什么宝马i3,i8那么贵了,除了品牌价值,电力动力技术等,车身也绝对占了不少份额。另一个需要提到的是回收问题。目前关于碳纤维复合材料的回收还没有很好的解决办法,如果不能进行再利用,将会对环境造成污染。国内外不少团队正在关注这个问题,并致力于找到好的解决办法。
这些优缺点也造就了目前碳纤维复合材料的应用范围。现在其更多的应用在超级跑车,F1赛车上。
值得一提的是,宝马集团对于碳纤维的关注和投入非常高。早在2009年德国西格里集团与宝马集团就宣布共同成立合资公司,生产用于汽车工业的碳纤维和碳纤维织物。并在北美和德国建立分厂。在前段时间发布的宝马i3,i8电动车的车身便采用的是碳纤维复合材料。宝马M4的车顶也采用了碳纤维材料。
2014年5月9日,两集团又在位于美国华盛顿州摩西湖的西格里汽车碳纤维公司摩西湖工厂举办扩产奠基仪式,宣布继续扩大这家合资企业的产能,计划于2015年初完成扩建项目,碳纤维的年产能将达到9000吨。届时,摩西湖工厂将成为世界上最大的碳纤维生产基地。在提高产能的同时,宝马建立目标,到2020年,将碳纤维车架的造价降低到与铝制车架同一水平。由此可见宝马对于未来汽车领域的重视,其卓识远见值得国内汽车厂商学习。
关于未来车身能否采用碳纤维复合材料,这个还需要时间来验证,但目前来看,是有这个趋势的。能否解决掉碳纤维复合材料的那些缺点,或者如何来平衡其优缺点是关键所在。不管未来如何,汽车车身的发展肯定是向着好的方向发展,最终受益的还是消费者。