Dzięki bardziej rygorystycznym normom emisji i niskiej emisji dwutlenku węgla, które są akceptowane przez ludzi, oszczędzanie energii i redukcja emisji stały się ważnym tematem badawczym w branży motoryzacyjnej. W przypadku ograniczonych innowacji energetycznych, lekkość jest jednym z kluczy do rozwiązywania problemów.
W 2015 roku globalna sprzedaż całkowita samochodów wyniosła 89,1 miliona sztuk, co oznacza wzrost o 2,2% w porównaniu z 87,17 miliona sztuk w 2014 roku. Szacuje się, że moce produkcyjne osiągną 100 milionów sztuk w roku 2020. W 2015 roku światowe włókno węglowe popyt na samochody osiągnął ponad 10 000 ton, a do roku 2020 ma przekroczyć 20 000 ton. Średnia roczna stopa wzrostu wyniesie 21% w ciągu najbliższych pięciu lat, co stanie się jedną z najszybciej rozwijających się i najbardziej wymagających dziedzin.
1) Super running - pierwszy do wprowadzenia włókna węglowego
Powodem wprowadzenia kompozytów z włókna węglowego w przemyśle motoryzacyjnym jest głównie to, że włókna węglowe są sztywniejsze niż zwykłe stale i aluminium, ale są lżejsze. Jednak ze względu na wysokie koszty, długi cykl produkcyjny i niestabilny łańcuch dostaw, przemysł motoryzacyjny jest pierwszym, który stosuje się w samochodach super sportowych o niskiej objętości i drogich.
W 1981 r. McLaren po raz pierwszy zastosował zintegrowaną ramę z włókna węglowego w swoim Formule 1 MP4 / 1. Po 2000 r. Producenci supersamochodów, tacy jak Ferrari i Lamborghini, zaczęli używać materiałów kompozytowych z włókien węglowych do budowy samochodów. Większość innych producentów samochodów używa materiałów z włókien węglowych, które są najczęściej używane w niektórych częściach ciała i wnętrzach. Celem jest zmniejszenie masy i podkreślenie osiągów wysokiej klasy samochodów sportowych.
2) Utrata masy ciała - siła napędowa wzrostu popytu na włókna węglowe
Rządowe rygorystyczne normy dotyczące zużycia paliwa przez pojazdy oraz przepisy dotyczące emisji dwutlenku węgla są ważnymi czynnikami napędowymi kompozytów samochodowych z włókien węglowych. Ogólna redukcja masy ciała jest bardzo skutecznym środkiem kontroli emisji spalin. Na każde 100 kilogramów redukcji masy pojazdu emisja może zostać zmniejszona o 20 g / km, a przeciętny pojazd musi stracić 245 kg, aby spełnić wymagane normy emisji. Pojazdy elektryczne muszą stracić więcej niż 50%. Spośród wszystkich lekkich materiałów, kompozyty z włókien węglowych są jedynymi zaawansowanymi materiałami, które mogą zredukować stalowe elementy o 50-60% i utrzymać tę samą wytrzymałość.
Kraje wydały normy emisji dwutlenku węgla w ostatnich latach. W kwietniu 2010 r. I sierpniu 2012 r. Stany Zjednoczone wydały odpowiednio przepisy dotyczące oszczędności paliwa w lekkich pojazdach i emisji gazów cieplarnianych w latach 2012-2016 (etap 1) i 2017-2025 (etap 2), wymagające 2025 lekkich pojazdów amerykańskich. Średnia oszczędność paliwa wynosi 54,5 mpg. "Limity emisji zanieczyszczeń i metody pomiaru zanieczyszczeń pojazdów (China Stage 6)" ("National Six Standards") zostały oficjalnie opublikowane 23 grudnia 2016 r. I zostaną oficjalnie wdrożone od 2020 r. Zgodnie ze standardowymi wymaganiami, chińska emisja CO2 w 2015 r. będzie wynosił 155 g / km, a do 2020 r. będzie musiał zostać zredukowany do 112 g / km; w 2015 r. średnie zużycie paliwa wyniesie 6,9 l / (100 km), aw 2020 r. będzie musiało zostać zmniejszone do 5,0 l / (100 km).
3) Skalowanie i integracja przemysłowa - BMW wprowadza elementy konstrukcyjne z włókna węglowego
Obecnie najwięksi producenci samochodów na świecie, w tym BMW, Mercedes-Benz, Audi, GM, Ford itp., Opracowali przemysł z włókna węglowego i stopniowo wprowadzali modele, które wprowadzają technologię włókien węglowych. Wśród nich najważniejsza jest firma BMW. Niemiecka firma BMW aktywnie kupuje udziały w fabryce włókien węglowych i tworzy joint venture z włókna węglowego z SGL, aby wspólnie opracować materiały kompozytowe wzmacniane włóknami węglowymi. Technologia włókien węglowych jest szeroko stosowana w modelach produkcyjnych BMW, co nie tylko zapewnia stabilność dostawców. Skróć cykl produkcyjny i zmniejsz koszt o 30%.
Od 2015 roku roczna moc produkcyjna samochodowego włókna węglowego BMW Group osiągnęła 9 000 ton. BMW wykorzystało kompozyty z włókna węglowego w ponad 30 częściach środkowego strumienia, z panelami akustycznymi, wspornikami przednimi i konstrukcjami siedzeń stanowiącymi najwyższy odsetek.
W 2014 r. Pojazd elektryczny z pełną karbonową obudową z włókna węglowego BMW i3 został wyprodukowany seryjnie, stając się pierwszym producentem pojazdów, który wykorzystał włókno węglowe jako materiał karoserii w dużych ilościach. BMW i3 waży tylko 1195 kilogramów, czyli o 250-350 kilogramów mniej niż konwencjonalne pojazdy elektryczne. Ma również najwyższą ochronę przed kolizją. Pojemność baterii wynosi zaledwie 20kwh, a zasięg rejsu wynosi 160 kilometrów, czyli o 52% więcej niż w tradycyjnym zakresie rejsów elektrycznych. . Ponadto BMW i8 stosuje włókna węglowe do nadwozia i wnętrza, zachowując masę całkowitą samochodu na poziomie 1540 kg. 1 lipca 2015 r. W fabryce w Dingolfing oficjalnie uruchomiono nowy samochód BMW serii 7 z szóstej generacji. Jest to pierwszy rdzeń BMW, który zapewnia idealne połączenie produkowanych przemysłowo materiałów z włókien węglowych, stali o wysokiej wytrzymałości i aluminium. .
4) Podsumowanie - zastosowanie włókna węglowego w branży motoryzacyjnej
1) Lekki. Kiedy w samochodach używa się włókna węglowego, najbardziej oczywistą korzyścią dla produkcji samochodów jest to, że jest lekki, a najbardziej bezpośrednim skutkiem jest oszczędność energii, przyspieszenie i skuteczność hamowania. Zasadniczo masa pojazdu jest zmniejszona o 10%, zużycie paliwa zmniejsza się o 6% do 8%, emisja zostaje zmniejszona o 5 do 6%, przyspieszenie o 0-100 km / h jest zwiększone o 8-10% , a droga hamowania skraca się o 2 do 7 m.
2) Bezpieczeństwo. Lekki korpus może obniżyć środek ciężkości pojazdu, poprawić stabilność kierowania samochodem, a działanie pojazdu będzie bezpieczniejsze i bardziej stabilne. Kompozyty z włókna węglowego mają doskonałą absorpcję energii, a zdolność pochłaniania energii w przypadku kolizji jest od sześciu do siedmiu razy większa niż w przypadku stali i trzy do czterech razy większa niż w przypadku aluminium, co dodatkowo zapewnia bezpieczeństwo samochodów.
3) Niezawodność. Kompozyty z włókien węglowych mają wyższą wytrzymałość zmęczeniową. Wytrzymałość zmęczeniowa stali i aluminium wynosi 30-50% wytrzymałości na rozciąganie, podczas gdy kompozyty z włókien węglowych mogą osiągać 70-80%. Dlatego też kompozyty z włókien węglowych stosowane w samochodach mają niezawodność w zakresie zmęczenia materiału. Wielka poprawa.
4) Zmniejsz cykl rozwoju. Ponieważ kompozyty z włókien węglowych są bardziej inżynierskie niż metale, są łatwiejsze do budowy platformy, budowy modułowej i integracji ciała. W ten sposób hybrydowa struktura korpusu z włókna węglowego i metalowej platformy może zostać zmodularyzowana i zintegrowana z tradycyjną konstrukcją nadwozia, typy części są znacznie zredukowane, inwestycja w oprzyrządowanie jest zredukowana, a cykl rozwoju skraca się.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOSITE PLASTIC CO., LTD.
Skoncentruj się na (LFT-G, LFRT) R & D i produkcji: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK długie włókna szklane i włókna ciągłe z włókna węglowego termoplastycznych kompozytowych kompozytowych tworzyw sztucznych. Może być stosowany w lotnictwie, motoryzacja, sprzęt medyczny, sprzęt sportowy, sprzęt gospodarstwa domowego i inne lekkie i opłacalne półstrukturalne części, które wymagają rynków o wysokiej wydajności.
Jeśli potrzebujesz więcej informacji, skontaktuj się ze mną.
Mike Lee
Email: sale02@lfrtplastic.com
Telefon komórkowy: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Witryna: www.lfrt-plastic.com
Dodaj: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Technology Park, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Chiny.
