Aplicación de compuestos de fibra de carbono en la industria automotriz

Al ingresar al siglo XXI, la crisis energética se ha vuelto cada vez más severa, y las regulaciones de emisiones en todo el mundo se están volviendo más estrictas. El problema urgente que la industria automotriz debe abordar es cómo reducir el consumo de combustible y las emisiones sin comprometer la seguridad y la energía. Un método crucial para lograr el ahorro de energía y la reducción de emisiones es reemplazar los materiales tradicionales como el metal con varios materiales livianos, lo que hace que los vehículos sean más ligeros. Los materiales compuestos de fibra de carbono, con su peso ligero, alta resistencia, alta rigidez, buena vibración y resistencia a la fatiga, y resistencia a la corrosión, están ganando cada vez más atención en la industria automotriz, y sus aplicaciones en automóviles se vuelven más extensas.

La fibra de carbono y sus materiales compuestos son materiales clave que respaldan el desarrollo de la industria de alta tecnología de la nación. Después de más de 40 años de acumulación y desarrollo, China ha realizado muchos avances en la investigación y desarrollo de la fibra de carbono y sus materiales compuestos. Sin embargo, su aplicación en el campo automotriz aún se queda atrás de los campos aeroespaciales y otros campos industriales. Por lo tanto, es necesario analizar los problemas de los materiales compuestos de fibra de carbono en la aplicación de la industria automotriz de China, proponer estrategias de desarrollo razonables y adaptarse a las necesidades urgentes de la industria automotriz para el desarrollo de materiales.

Los materiales compuestos de fibra de carbono, creados mediante la combinación de materiales de refuerzo como la fibra de carbono con resinas, metales, cerámicas y otros sustratos, cuentan con los indicadores más altos de resistencia específica y un módulo específico entre los materiales estructurales existentes, lo que los convierte en el tipo de compuesto más utilizado de compuesto. materiales.

En comparación con los materiales metálicos, los materiales compuestos de fibra de carbono tienen muchas propiedades excelentes y muestran ventajas claras cuando se aplican a los automóviles:

1) Tienen una pequeña densidad y alta resistencia.

2) Poseen buena resistencia, excelente resistencia al impacto y capacidades de absorción de energía.

3) Tienen alta amortiguación y buena resistencia a la vibración.

4) Exhiben un excelente rendimiento de resistencia a la fatiga.

5) Tienen una excelente resistencia al calor, resistencia a la corrosión y un rendimiento de resistencia a la radiación.

6) Ofrecen diversos procesos de moldeo, buena designabilidad y son fáciles de lograr la producción integrada de piezas, acortando en gran medida el ciclo de desarrollo y los costos de ahorro.

Cuando se usan en piezas de automóviles, los materiales compuestos de fibra de carbono no solo pueden lograr el peso ligero de los automóviles, sino también mejorar en gran medida la comodidad de seguridad y conducción, por lo que la industria automotriz es valorada cada vez más.

1) La aplicación de materiales compuestos de fibra de carbono a cuerpos automotrices, chasis y piezas que soportan la carga pueden lograr una reducción significativa de peso al tiempo que garantiza la seguridad. Los resultados de la investigación del Laboratorio de Sistemas de Materiales del Reino Unido (MSL) muestran que entre los cuerpos hechos de varios materiales, los hechos de materiales compuestos de fibra de carbono son los más ligeros, especialmente en comparación con los cuerpos de acero, con un efecto de reducción de peso de más del 53%.

2) Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen una buena resistencia al impacto y capacidades de absorción de energía, que proporcionan una buena seguridad de colisión cuando se usan en los cuerpos de los automóviles y sus partes estructurales.

3) Los materiales compuestos de fibra de carbono tienen un gran coeficiente de atenuación de vibraciones y una fuerte capacidad de absorción de vibración, que no solo puede reducir el peso del automóvil cuando se usa en el sistema de transmisión y las piezas del motor, sino que también puede reducir la vibración y el ruido, aumentando así la comodidad del viaje. .

4) En comparación con los materiales metálicos, el uso de materiales compuestos de fibra de carbono para fabricar cuerpos para automóviles puede ahorrar moho de metal complejo, estampado, soldadura y inversiones de pintura, y el costo general de producción es mucho más bajo. Según los resultados de la investigación de MSL, para un cierto volumen de producción de automóviles (menos de 20,000), el costo general de un cuerpo de automóvil hecho de materiales compuestos de fibra de carbono producidos por el moldeo por transferencia de resina (RTM) es más bajo que el de un cuerpo de metal de un automóvil de metal Tecnología, que muestra la ventaja económica de los materiales compuestos de fibra de carbono utilizados en los cuerpos de los automóviles en la producción de lotes pequeños. Por lo tanto, tiene una fuerte competitividad y buenos beneficios sociales en el desarrollo de modelos futuros ecológicos.