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复合材料越来越多应用到汽车零件制造上

复合材料越来越多应用到汽车零件制造上

2019-10-11 14:36:34

美国环境保护署(EPA)于2012年强制要求,到2025年,全国汽车车队应平均每加仑54.5英里,以减少对化石燃料的依赖并最大程度地减少排放,许多其他国家也实施了类似的新标准。

为了满足这些新标准,汽车工业不得不寻找新的方法在不牺牲其强度和结构完整性的基础上来制造更轻的汽车。

领先的复合材料制造商Exel Composites的区域经理Jari Sopanen在这里解释了为什么热固性部件是钢的最佳替代品之一。

使用玻璃纤维,碳纤维或芳纶纤维形成热固性复合材料,然后将其与诸如聚酯,乙烯基酯,环氧树脂或酚醛树脂之类的树脂结合。这些复合材料用于各种行业,但在飞机和航天器零件的制造中尤为突出。

由于在航空航天领域的研究和开发,由于对轻型汽车和零部件的需求量很大,复合材料也被用于其他形式的运输中。这种被称为轻量化的趋势试图使用创新的材料来减轻产品的重量。结果,复合材料越来越多地用于生产中,尤其是用于汽车零部件。

根据美国复合材料制造商协会的说法,玻璃纤维是美国热固性复合材料行业中使用的关键增强材料之一。由于其耐用的性能,它可以很好地替代汽车结构部件(包括驱动轴,保险杠和顶梁)中的钢。

降低组件重量对于提高汽车系统的效率至关重要。例如,碳纤维具有与钢相当的性能,但重量仅为其五分之一。无论采用哪种运输方式,都可以很容易地看到从车辆上减少这种重量所带来的好处。

此外,与钢直接比较时,复合材料可以满足或超过汽车行业对材料性能的要求,包括用于导热的低热膨胀系数,用于形状保持的尺寸稳定性,在潮湿条件下的耐腐蚀性以及可承受的高冲击强度重复使用。

复合材料部件的重量轻,还有助于提供良好的隔音效果和更安静的性能。

电动汽车(EV)是一种可从复合材料组件中大量受益的汽车。电池很重,尽管技术正在以惊人的速度发展,但是电池体积的重量很可能不会降低,因为将使用任何小型化来安装更多的电池以增加范围和功率。

因此,最小化组件重量至关重要,玻璃纤维和碳纤维替代品非常适合这种轻量化,特别是对于电动汽车。例如,必须将EV电池放在特殊的盒子中以保护它们,也要防止放电对乘客造成冲击。

金属具有导电性,因此不适合使用,而大多数复合材料则不合适,这意味着当由强度/重量比更高的复合材料制成时,它们非常适合该应用。由于电动汽车当前的有限距离范围,减少重量可以产生很大的边际收益。

复合材料正在加速发展,其用途不仅限于汽车的结构部件。实际上,许多亚洲国家正在增加其复合材料的产量,因为复合材料在其电子领域越来越受欢迎,尤其是在向汽车行业供货的公司中。

尽管北美和欧洲在全球热固性复合材料市场中占有重要份额,由于这些地区当地的汽车和航空航天工业正在扩大,但与此同时,对电动和轻型车辆的需求增长也有望推动亚太地区及其他地区市场的发展。

随着全球政府希望实施更严格的能效标准,减轻汽车重量是可以实现的目标,可以帮助汽车制造商达到法规要求。复合材料的发展意味着与钢相比,它们现在更适合于汽车应用,现在是汽车制造商开始考虑将该材料作为可行解决方案的时候了。


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