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復合材料越來越多應用到汽車零件制造上

復合材料越來越多應用到汽車零件制造上

2019-10-11 14:36:34

美國環境保護署(EPA)于2012年強制要求,到2025年,全國汽車車隊應平均每加侖54.5英里,以減少對化石燃料的依賴并最大程度地減少排放,許多其他國家也實施了類似的新標準。

為了滿足這些新標準,汽車工業不得不尋找新的方法在不犧牲其強度和結構完整性的基礎上來制造更輕的汽車。

領先的復合材料制造商Exel Composites的區域經理Jari Sopanen在這里解釋了為什么熱固性部件是鋼的最佳替代品之一。

使用玻璃纖維,碳纖維或芳綸纖維形成熱固性復合材料,然后將其與諸如聚酯,乙烯基酯,環氧樹脂或酚醛樹脂之類的樹脂結合。這些復合材料用于各種行業,但在飛機和航天器零件的制造中尤為突出。

由于在航空航天領域的研究和開發,由于對輕型汽車和零部件的需求量很大,復合材料也被用于其他形式的運輸中。這種被稱為輕量化的趨勢試圖使用創新的材料來減輕產品的重量。結果,復合材料越來越多地用于生產中,尤其是用于汽車零部件。

根據美國復合材料制造商協會的說法,玻璃纖維是美國熱固性復合材料行業中使用的關鍵增強材料之一。由于其耐用的性能,它可以很好地替代汽車結構部件(包括驅動軸,保險杠和頂梁)中的鋼。

降低組件重量對于提高汽車系統的效率至關重要。例如,碳纖維具有與鋼相當的性能,但重量僅為其五分之一。無論采用哪種運輸方式,都可以很容易地看到從車輛上減少這種重量所帶來的好處。

此外,與鋼直接比較時,復合材料可以滿足或超過汽車行業對材料性能的要求,包括用于導熱的低熱膨脹系數,用于形狀保持的尺寸穩定性,在潮濕條件下的耐腐蝕性以及可承受的高沖擊強度重復使用。

復合材料部件的重量輕,還有助于提供良好的隔音效果和更安靜的性能。

電動汽車(EV)是一種可從復合材料組件中大量受益的汽車。電池很重,盡管技術正在以驚人的速度發展,但是電池體積的重量很可能不會降低,因為將使用任何小型化來安裝更多的電池以增加范圍和功率。

因此,最小化組件重量至關重要,玻璃纖維和碳纖維替代品非常適合這種輕量化,特別是對于電動汽車。例如,必須將EV電池放在特殊的盒子中以保護它們,也要防止放電對乘客造成沖擊。

金屬具有導電性,因此不適合使用,而大多數復合材料則不合適,這意味著當由強度/重量比更高的復合材料制成時,它們非常適合該應用。由于電動汽車當前的有限距離范圍,減少重量可以產生很大的邊際收益。

復合材料正在加速發展,其用途不僅限于汽車的結構部件。實際上,許多亞洲國家正在增加其復合材料的產量,因為復合材料在其電子領域越來越受歡迎,尤其是在向汽車行業供貨的公司中。

盡管北美和歐洲在全球熱固性復合材料市場中占有重要份額,由于這些地區當地的汽車和航空航天工業正在擴大,但與此同時,對電動和輕型車輛的需求增長也有望推動亞太地區及其他地區市場的發展。

隨著全球政府希望實施更嚴格的能效標準,減輕汽車重量是可以實現的目標,可以幫助汽車制造商達到法規要求。復合材料的發展意味著與鋼相比,它們現在更適合于汽車應用,現在是汽車制造商開始考慮將該材料作為可行解決方案的時候了。


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