Applicazione di compositi in fibra di carbonio nel settore automobilistico

Quando siamo entrati nel 21 ° secolo, la crisi energetica è diventata sempre più grave e le norme di emissione in tutto il mondo stanno diventando più severi. Il problema urgente che l'industria automobilistica deve affrontare è come ridurre il consumo di carburante e le emissioni senza compromettere la sicurezza e la potenza. Un metodo cruciale per ottenere una riduzione del risparmio energetico ed emissione è sostituire i materiali tradizionali come il metallo con vari materiali leggeri, rendendo i veicoli più leggeri. I materiali compositi in fibra di carbonio, con il loro peso leggero, l'alta resistenza, l'alta rigidità, la buona vibrazione e la resistenza alla fatica e la resistenza alla corrosione, stanno acquisendo sempre più attenzione nel settore automobilistico, con le loro applicazioni nelle automobili che diventano più estese.

La fibra di carbonio e i suoi materiali compositi sono materiali chiave a sostegno dello sviluppo dell'industria ad alta tecnologia della nazione. Dopo oltre 40 anni di accumulo e sviluppo, la Cina ha fatto molte scoperte nella ricerca e nello sviluppo della fibra di carbonio e dei suoi materiali compositi. Tuttavia, la sua applicazione nel campo automobilistico è ancora in ritardo rispetto ai campi aerospaziale e in altri campi industriali. Pertanto, è necessario analizzare i problemi dei materiali compositi in fibra di carbonio nell'applicazione dell'industria automobilistica cinese, proporre strategie di sviluppo ragionevoli e adattarsi alle esigenze urgenti dell'industria automobilistica per lo sviluppo dei materiali.

I materiali compositi in fibra di carbonio, creati combinando materiali di rinforzo come fibra di carbonio con resine, metalli, ceramica e altri substrati, vantano i più alti indicatori completi di resistenza specifica e modulo specifico tra i materiali strutturali esistenti, rendendoli il tipo più utilizzato di composito Materiali.

Rispetto ai materiali metallici, i materiali compositi in fibra di carbonio hanno molte proprietà eccellenti e mostrano chiari vantaggi quando applicati alle automobili:

1) Hanno una piccola densità e alta resistenza.

2) Possiedono una buona tenacità, un'eccellente resistenza all'impatto e capacità di assorbimento energetico.

3) Hanno un elevato smorzamento e una buona resistenza alle vibrazioni.

4) mostrano eccellenti prestazioni di resistenza alla fatica.

5) Hanno un'eccellente resistenza al calore, resistenza alla corrosione e prestazioni di resistenza alle radiazioni.

6) Offrono vari processi di stampaggio, una buona designabilità e sono facili da ottenere una produzione integrata di parti, accorciando notevolmente il ciclo di sviluppo e i costi di risparmio.

Se utilizzati nelle parti automobilistiche, i materiali compositi in fibra di carbonio possono non solo ottenere leggero delle automobili, ma anche migliorare notevolmente la sicurezza e il comfort di guida, motivo per cui sono sempre più apprezzati dall'industria automobilistica.

1) L'applicazione di materiali compositi in fibra di carbonio a corpi automobilistici, telaio e parti portanti a carico può ottenere una significativa riduzione del peso garantendo al contempo la sicurezza. I risultati della ricerca del Regno Unito Materials Systems Laboratory (MSL) mostrano che tra i corpi realizzati con vari materiali, quelli fatti di materiali compositi in fibra di carbonio sono i più leggeri, soprattutto rispetto ai corpi in acciaio, con un effetto di riduzione del peso superiore al 53%.

2) I materiali compositi in fibra di carbonio hanno una buona resistenza all'impatto e capacità di assorbimento di energia, che forniscono una buona sicurezza di collisione se utilizzati nei corpi automobilistici e nelle loro parti strutturali.

3) I materiali compositi in fibra di carbonio hanno un coefficiente di attenuazione delle vibrazioni di grandi dimensioni e una forte capacità di assorbimento delle vibrazioni, che non solo può ridurre il peso dell'auto quando utilizzata nel sistema di trasmissione e nelle parti del motore, ma può anche ridurre le vibrazioni e il rumore, aumentando così il comfort di guida .

4) Rispetto ai materiali metallici, l'uso di materiali compositi in fibra di carbonio per produrre corpi automobilistici può salvare investimenti complessi in metallo, timbrai, saldatura e pittura e il costo di produzione complessivo è molto più basso. Secondo i risultati della ricerca di MSL, per un certo volume di produzione di automobili (meno di 20.000), il costo complessivo di un corpo automobilistico fatto di materiali compositi in fibra di carbonio prodotta dallo stampaggio a trasferimento di resina (RTM) è inferiore a quello di un corpo automobilistico di metallo metallico Tecnologia, che mostra il vantaggio economico dei materiali compositi in fibra di carbonio utilizzati nei corpi automobilistici nella produzione di piccoli lotti. Pertanto, ha una forte competitività e buoni benefici sociali nello sviluppo di futuri modelli ecologici.