哪些汽車零部件可采用碳纖維復(fù)合材料？

一、碳纖維復(fù)合材料在汽車零部件上的應(yīng)用

隨著節(jié)能減排和汽車輕量化發(fā)展的要求，碳纖維復(fù)合材料在汽車零部件中的優(yōu)勢(shì)逐漸顯示出來。目前碳纖維復(fù)合材料在汽車零部件的制作中越來越常見了，比如剎車片、傳動(dòng)軸、車體外殼、燃油箱、電池箱、汽車輪轂、汽車內(nèi)飾等。

先對(duì)碳纖維制品在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用案例展開分享。

1.碳纖維汽車電池箱體

動(dòng)力電池是新能源汽車的重要?jiǎng)恿Σ考?，而電池箱體作為保護(hù)電池的承載件，一般被安裝在汽車下部，用來保護(hù)鋰電池不受外界侵蝕損傷。傳統(tǒng)電池箱體采用的是金屬材質(zhì)，會(huì)加大新能源汽車的自重，降低汽車?yán)m(xù)航能力。碳纖維復(fù)合材料輕質(zhì)高強(qiáng)，用于制作汽車電池箱體輕量化效果明顯。以博實(shí)為某汽車品牌定制的碳纖維汽車電池箱體為例，與原金屬材質(zhì)箱體比較，質(zhì)量減少了60%，這對(duì)于降低汽車能耗、增加續(xù)航能力有著很好的提升作用。碳纖維復(fù)合材料的耐腐蝕性、低蠕變和抗老化等優(yōu)秀性能，對(duì)于電池的保護(hù)也起到很好的作用。

2.碳纖維汽車座椅

我們?cè)谏钪兴龅降钠囎蝺?nèi)部支架結(jié)構(gòu)多為鋼鐵結(jié)構(gòu)，質(zhì)量較為笨重，內(nèi)部減震裝置多為彈簧，時(shí)間久了彈簧容易生銹，減震效果會(huì)大大降低，同時(shí)又造成大量資源浪費(fèi)。碳纖維復(fù)合材料座椅骨架具有耐沖擊、耐腐蝕、強(qiáng)度高、耐疲勞等性能優(yōu)勢(shì)，不僅能充分滿足復(fù)雜工況要求，而且安全系數(shù)更高。

3.碳纖維后視鏡外殼

碳纖維復(fù)合材料也能夠用來制作汽車的后視鏡殼，但輕量化意義并不大，主要是為了滿足客戶對(duì)于碳纖維車品的需求，起到一個(gè)美觀的作用，類似的部件有碳纖維汽車車牌框，碳纖維汽車內(nèi)飾件等。

4.碳纖維防撞梁與吸能盒

防撞梁與吸能盒是碰撞發(fā)生時(shí)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)吸收能量的主要部件，傳統(tǒng)的防撞梁和吸能盒一般由鋼、鋁等金屬材料制成，這在一定程度上限制了車輛的輕量化水平。碳纖維復(fù)合材料面對(duì)沖擊時(shí)的能量吸收率非常高，甚至比鋼、鋁等材料要高出4倍以上，因此非常適合用于汽車容易發(fā)生撞擊的部位，如正面的防撞梁以及吸能盒。使用碳纖維材料制作汽車吸能盒，不僅使構(gòu)件質(zhì)量比原金屬材料降低60%-80%，還能使彈性變形成為低速碰撞下的主要變形形式，增加能量吸收率。

二、碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

鑒于汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，碳纖維復(fù)合材料在汽車零部件的應(yīng)用必將有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在再對(duì)碳纖維的一些應(yīng)用優(yōu)勢(shì)做個(gè)簡(jiǎn)單的闡述。

1.質(zhì)輕高強(qiáng)

碳纖維復(fù)合密度較小，其質(zhì)量比鋁合金還要輕，與普通的鋼材相比，只有其密度的1/4-1/5，但是碳纖維材料的力學(xué)性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)金屬材料。碳纖維材料與傳統(tǒng)的鋼材相比，其抗拉強(qiáng)度是鋼材的3-4倍，剛度則是鋼材的2-3倍，耐疲勞性則是鋼材的2倍，熱膨脹系數(shù)則較鋼材小4-5倍。因此，使用碳纖維材料能夠使車身的質(zhì)量顯著減輕，從而使汽車的功率需求降低，進(jìn)而采取更小的驅(qū)動(dòng)引擎和懸掛裝置，通過減少動(dòng)能進(jìn)而減少了汽車的沖擊危險(xiǎn)。因此，采取碳纖維材料進(jìn)行汽車零部件的制造，能夠顯著地減輕汽車的整體質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化。

2.良好的可塑性

碳纖維材料具有非常好的可塑性，能夠加工各種汽車零部件，也能夠制作成一體式的整體結(jié)構(gòu)。例如，目前汽車中使用的鐵制汽車座位，其在安裝過程中需焊接50-60個(gè)部件，但是如果使用碳纖維材料設(shè)計(jì)成整體成型的座位，不僅能夠縮短加工時(shí)間，同時(shí)其精度也能夠得到有效保證。例如目前已經(jīng)得到應(yīng)用的樹脂轉(zhuǎn)移模塑成型技術(shù)，該碳纖維材料制造方法具有成本低、效率高、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，該制造技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)成型所需的數(shù)天時(shí)間縮短到幾分鐘。

3.良好的耐腐蝕性

汽車上的很多零部件在使用的過程中都要承受機(jī)油、汽油以及汽車傳動(dòng)液等化學(xué)制劑的腐蝕。并且要經(jīng)受高溫.嚴(yán)寒以及鹽霧等等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的金屬材料零部件在這些惡劣條件下，其使用壽命會(huì)受到影響，并且在不同的環(huán)境條件下，不能保證其質(zhì)量的一致性。但是碳纖維材料卻不存在傳統(tǒng)金屬材料的生銹和腐蝕問題。碳纖維材料具有非常好的耐腐蝕性，具有良好的耐酸性能、耐海水性能、耐堿性能.耐鹽和有機(jī)溶劑等性能。因此，應(yīng)用碳纖維材料制造的汽車零部件，其使用壽命較長(zhǎng)，且維修費(fèi)用較低。

4.結(jié)構(gòu)一體化

模塊化和整體化是汽車結(jié)構(gòu)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)，傳統(tǒng)的金屬材料很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。但是碳纖維材料本身所具備的優(yōu)良特性，使汽車結(jié)構(gòu)的模塊化和整體化成為了可能，只用應(yīng)用合理的模具，就可以將不同厚度的汽車零部件、凸起部、筋、楞等全部一體成型。因此，對(duì)于傳統(tǒng)的鋼制薄板不易制造、生產(chǎn)效率低下.難以保證精度的汽車零部件，使用碳纖維材料能夠克服上述問題。目前很多汽車都開始將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于車身，不僅可以使其整車實(shí)現(xiàn)了輕量化，同時(shí)增加了其零部件的剛度和強(qiáng)度，使得整車的性能也得到了顯著提升。

華誠(chéng)模具制造模具三十多年，在碳纖維領(lǐng)域有著豐富的定制經(jīng)驗(yàn)，加工設(shè)備完善，能夠完成多種型號(hào)的碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)。