自動車産業における炭素繊維複合材料の適用

私たちが21世紀に入ったとき、エネルギー危機はますます深刻になり、世界中の排出規制がより厳しくなっています。自動車産業が対処する必要がある緊急の問題は、安全性と電力を損なうことなく燃料消費と排出量を削減する方法です。省エネと排出の削減を達成するための重要な方法は、金属などの従来の材料をさまざまな軽量材料に置き換え、車両を軽くすることです。軽量、高強度、高剛性、良好な振動と疲労抵抗、耐食性を備えた炭素繊維複合材料は、自動車業界でますます注目を集めており、自動車のアプリケーションがより広範囲になります。

炭素繊維とその複合材料は、国のハイテク産業の開発をサポートする重要な材料です。 40年以上の蓄積と開発の後、中国は炭素繊維とその複合材料の研究開発において多くのブレークスルーを行ってきました。ただし、自動車分野での適用は、航空宇宙やその他の産業分野に遅れをとっています。したがって、中国の自動車産業の適用における炭素繊維複合材料の問題を分析し、合理的な開発戦略を提案し、材料開発のための自動車産業の緊急のニーズに適応する必要があります。

炭素繊維と樹脂、金属、セラミック、その他の基質などの補強材料を組み合わせて作成する炭素繊維複合材料は、既存の構造材料の間で特定の強度と特定のモジュラスの最高の包括的な指標を誇っており、最も広く使用されているタイプの複合材になります。材料。

金属材料と比較して、炭素繊維複合材料には多くの優れた特性があり、自動車に適用されると明確な利点があります。

1）彼らは小さな密度と高強度を持っています。

2）それらは、良好な靭性、優れた耐衝撃性、およびエネルギー吸収能力を持っています。

3）彼らは高い減衰と良好な振動抵抗を持っています。

4）彼らは優れた疲労抵抗性能を示します。

5）優れた耐熱性、耐食性、および放射線抵抗性能を持っています。

6）さまざまな成形プロセス、優れた設計性を提供し、部品の統合生産を簡単に達成でき、開発サイクルを大幅に短縮し、コストを節約できます。

自動車部品で使用すると、炭素繊維複合材料は自動車の軽量化を達成するだけでなく、安全性とライディングの快適さを大幅に改善できるため、自動車産業によってますます評価されています。

1）炭素繊維複合材料の自動車団体、シャーシ、負荷を含む部品への適用は、安全性を確保しながら大幅な体重を減らすことができます。英国の材料システム研究所（MSL）の研究結果は、さまざまな材料で作られた体の中で、炭素繊維複合材料で作られた材料が、特に鋼の体と比較して最も軽量であり、重量縮小効果が53％以上であることを示しています。

2）炭素繊維複合材料は、耐衝撃性とエネルギー吸収能力を備えており、車体とその構造部品で使用する場合に良好な衝突安全性を提供します。

3）炭素繊維複合材料には、大きな振動減衰係数と強い振動吸収能力があります。これは、伝送システムとエンジン部品で使用すると車の重量を減らすことができるだけでなく、振動と騒音を減らすことができ、それによって乗り心地の快適さを増やすことができます。 。

4）金属材料と比較して、カーボンファイバー複合材料を使用するためのカーディボディを製造すると、複雑な金属型、スタンピング、溶接、塗装投資を節約でき、全体的な生産コストははるかに低くなります。 MSLの研究結果によると、自動車の特定の生産量（20,000未満）について、樹脂移動成形（RTM）によって生産される炭素繊維複合材料で作られた車体の全体的なコストは、金属の車体のそれよりも低いです技術は、小型バッチ生産で炭水化物で使用される炭素繊維複合材料の経済的利点を示しています。したがって、将来の環境に優しいモデルの開発において、強力な競争力と良い社会的利益があります。