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碳纤维汽车壳体为何普及困难

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-08-01【


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  汽车产业在全球工业制造领域有着非常重要的地位,造车的工艺随着科研进步也在不断提升。作为高端材料(Material)的碳(C)纤维在汽车行业的关注度越来越高,优越的性能无疑让众多人相信其能给整个汽车行业带来突破性进步。目前制作出来的碳纤维汽车具有很高的安全性(security)、整体轻量化、刚度高等诸多优势(解释:能压倒对方的有利形势),但是对于这种材料在汽车上的大面积推广应用还非常困难,下面新材来给大家分析(Analyse)一下碳纤维汽车难普及(指遍布、遍及於一般)的因素(factor)。
  碳纤维成本高,难控制(control)
  碳(C)纤维制品的制作工艺和传统的金属加工是完全不同的,碳纤维布或预浸料结合树脂制作成汽车用品的过程(guò chéng)是物理变化和材料(Material)结构变化的过程,和金属材料的焊合、冲压有着本质区别,繁琐(fán suǒ)的工艺流程很多原有的生产(Produce)线无法使用,诸多需要把控的因素让整车制作成本高昂且难以实现批量化生产。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。另外碳纤维汽车壳体生产的碳纤维丝、树脂等原料(raw material)和制作模具(称号:工业之母)都需要很大花费。 内容来自123456
  结构复杂,设计困难
  碳(C)纤维复合材料有个特性便是各项异性,也就是说该材料不同方向上所表现出现的物理、化学性能(化学反应的参数)是不相同的,因为纤维丝拉伸强度(strength)高所以顺着纤维的方向会表现出很大的强度但是,非纤维方向的性能就比较差了,这就为汽车结构设计者带来了很大的难题。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。另外碳纤维复合材料本身的内部结构也很复杂,在设计过程中需要考虑(consider)的变量很多,大大增加了设计难以。
  产品成型周期长、难度高
  碳纤维汽车制品大部分是碳纤维和树脂结合的复合材料,在制作过程中液态的树脂到固化成型需要一定的时间,这对于需要严格控制(control)生产(Produce)工作效率(efficiency)的汽车制作商来说,会加大批量生产的周期。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。另外想要生产出高品质(Character)的碳纤维制品需要无尘、高温、高压环境,这无疑更增加了工业化生产的难度。

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  碳(C)纤维汽车部件难修复
  碳纤维制品硬度(Hardness)高但是延展性能很差,一但过度受力内部纤维断裂(fracture)、树脂脱层,这种破坏几乎是无法修复的,所以一但出现损坏就只能进行整体更换。碳纤维连接困难,部件大多一体成型,一但损坏,更换成本将会非常高昂。
  使用的时长短,难回收
  碳纤维分子结构组成非常稳定,所以属于很耐用的材料,但是复合的另一种材料树脂(Resin)就没那么耐用了,在外部环境侵蚀下一段时间内便会出现老化。碳纤维本身在自然环境下几乎不会被讲解,而目前回收利用也没有经济有效的方案。
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