fournisseurs de fibre de carbone de renommée mondiale MAICarbon feront l'Allemagne des matériaux en fibre de carbone du monde des centres de recherche Les et de développement en 2020, de sorte que les parties de matériau métallique sur la voiture progressivement remplacés par des matériaux en fibre de carbone.
Matériau de haute résistance et léger de 'Extérieur doux à l'intérieur'
1861, les filaments de carbone Edison comme matériau du filament, la lumière émise avec succès 45 heures, la lampe dans l'ère humaine.
Comme les filaments de carbone dans les ampoules ont été remplacés par des filaments de tungstène, les filaments de carbone ont été jetés dans le coin historique pendant près d'un siècle.
Jusqu'aux années 1950, lorsque l'on regarde l'Air Force qui grippage matériau résistant tel que du carbone et ayant un point de fusion élevé de 3727 deg.] Température de C, des propriétés de haute résistance, les filaments de carbone à nouveau invité à mettre le laboratoire, l'invention est une fibre de carbone.
La fibre de carbone est une teneur en carbone haute résistance de plus de 95% de la nouvelle matière fibreuse ayant une fibres à module élevé. Il est une pile d'une feuille constituée de fibres organiques telles que des cristallites de graphite le long de l'axe de la fibre, et carbonisé et graphité Matériau de graphite microcristallin formé.
La fibre de carbone ayant un gant de velours », le poids est plus faible que l'aluminium, la résistance est plus élevée que l'acier, et insoluble et un gonflement dans des solvants organiques, des acides et des bases, la saillie des caractéristiques de résistance à la corrosion d'un matériau de carbone ayant une caractéristique essentielle inhérente, les deux fibres textiles La processabilité douce est une nouvelle génération de fibres de renforcement.
Résistance à la fatigue des fibres de carbone, de métal et non métallique, le coefficient de dilatation thermique, de bonnes propriétés de conductivité thermique, le blindage électromagnétique, une bonne chaleur spécifique et de la conductivité interposée.
Résine, durcissement de la matière d'agent en fonction d'une certaine proportion, puis infiltrer le tissu en fibre de carbone, à travers une série de durcissement, formera un matériau composite à fibres de carbone. Ce matériau a l'avantage de matériaux métalliques non classiques.
Version Thicker de flexibilité CFRP est très pauvre, presque la même chose avec un matériau rigide. Le principe est comme une pile de papier collé dans une pile de papier, des piles de papier deviendront forte. Ceci est la fibre de carbone de papier acier doux Comme un processus de changement qualitatif difficile.
École des sciences des matériaux et en génie, chercheur de l'Université Donghua, professeur de doctorat Ding Pan dans le « China Automotive Nouvelles », a déclaré: « La fibre de carbone est plus de quatre fois la résistance à la traction de l'acier, moins d'un quart la proportion d'acier. Par conséquent, le concept traditionnel de «plus fort le plus substantiel» est complètement subverti.
La faible densité permet plus de fibres de carbone est largement utilisé en grande fabrication d'avions. Par exemple, l'Airbus A350 et A380, le Boeing 787 ont été en utilisant des matériaux composites en fibre de carbone pour réduire la consommation de carburant. En outre, à grande échelle des aubes de turbine éolienne, et des vélos de course haut de gamme utilisation intensive du corps de l'industrie Matériau composite en fibre de carbone, qui est une raison importante pour la demande croissante de matériaux composites en fibre de carbone.
Dans un entretien avec des journalistes, l'ancien secrétaire général du Comité consultatif de l'industrie automobile chinoise, Chen Guangzu, a déclaré: "La fibre de carbone est très flexible et elle peut s'effondrer, elle peut s'écraser et rebondir."
Deux côtes souples en fibre de carbone: coût élevé et récupération difficile
«Promouvoir l'utilisation de la fibre de carbone, le problème technique n'est pas grand, et enfin la question des prix.En outre, le recyclage de la fibre de carbone après beaucoup d'utilisation est un gros problème.» Chen Guangzu espère que l'industrie examinera systématiquement la question de la fibre de carbone.
La fibre de carbone est combinée avec de la résine époxy pour former un matériau composite.Ce matériau composite hérite d'une série d'avantages tels que la résistance spécifique, le module spécifique, la résistance à la fatigue et la résistance aux chocs de la fibre de carbone. caractéristiques par rapport à la structure d'alliage, la perte de matériau composite à base de fibres de carbone en poids allant jusqu'à 20-40% par rapport au métal à base d'acier, en matériau composite fibre de carbone perte de poids pouvant aller jusqu'à 60-80%.
L'utilisation de matériaux composites en fibre de carbone peut réduire le poids du véhicule et avoir un impact profond sur le processus de fabrication automobile.
Avec l'augmentation de la quantité de matériaux composites en fibre de carbone utilisés dans les automobiles, les quatre principaux processus de fabrication automobile seront modifiés: l'estampage, le soudage, la peinture et l'assemblage, l'estampage sera remplacé par des procédés de moulage et de forgeage. Certaines voitures n'ont même plus besoin de peinture, l'ensemble du véhicule devient des dizaines de modules et le rythme d'assemblage devient très rapide, ce qui fait chuter le coût de la chaîne d'assemblage. L'application d'échelle réduira le seuil d'entrée pour l'industrie de fabrication automobile.
En combinant la fibre de carbone avec une résine polymère plastique, elle devient un matériau composite dur et léger que l'industrie aime, mais chaque pièce de matériau composite est démontée manuellement par le travailleur pendant le processus de production, ce qui est un gaspillage.
Si quelqu'un peut séparer la fibre de carbone de la décharge, la fibre de carbone peut être recyclée.Le processus de fabrication de fibre de carbone consomme beaucoup d'énergie.En utilisant la fibre de carbone recyclable peut également économiser beaucoup d'énergie.
L'essentiel est que la fibre de carbone ne fond pas et remodèle aussi facilement que l'aluminium.Les composés de fibre de carbone prennent de la force avec des arrangements de fibres de carbone longs et précis, et sont ensuite moulés par polymérisation à des températures et pressions élevées. Impossible d'obtenir des fibres précieuses par fusion, combustion ou dissolution chimique.
Sur le plan international, certaines entreprises recyclent la fibre de carbone en brûlant des polymères, et certaines entreprises utilisent des traitements chimiques pour récupérer les fibres de carbone.Toutefois, les fibres de carbone recyclées ont une capacité de charge beaucoup plus faible que les nouvelles fibres de carbone. Il est utilisé pour les produits légers et légers tels que les raquettes de tennis et les clubs de golf, il est toujours un bon matériau, mais il ne fonctionne pas mieux que l'aluminium et les matériaux composites à faible coût.
État de la demande et perspectives de la fibre de carbone dans les automobiles
Les matériaux en fibre de carbone pour automobiles peuvent efficacement réduire leur propre poids, tout en réduisant considérablement la consommation de carburant, en réduisant la pollution et en améliorant les performances de freinage.
Le coût élevé est un obstacle majeur sur les composites de fibres de carbone dans les applications de volume automobiles de coûts des matériaux composites à fibres haute teneur en carbone, principalement dans deux aspects: l'un est un matériau composite à fibres de carbone des coûts de production élevés, et, deuxièmement, composites à fibres de haute carbone prix des matières premières et les coûts du courant. le prix par kilogramme de fibres de carbone sur le marché plus de 120 yuans, plus de 10 fois le prix des fibres de verre.
Le réalisateur allemand East Road de l'Alliance Intelligent Manufacturing Parts Comité professionnel dans une interview avec des journalistes, a déclaré: « La fibre de carbone est utilisé plus dans l'avion l'industrie automobile de la fibre de carbone, peut réduire le poids, mais le principal problème est non significatif rentable rentable. applications en fibre de carbone dans la voiture, le prix est très élevé. seulement un faisceau de fibres de carbone, le prix plus de 30.000 yuans. même BMW, Mercedes et autres voitures de la marque haut de gamme, sont rarement utilisés en fibre de carbone, car pas beaucoup de voitures de luxe intérieur, au prix de 150 000 Il y a peu de voitures au-dessus du RMB, donc la fibre de carbone a une perspective très limitée de promotion et d'application dans les voitures domestiques.
« Nos produits en fibre de carbone automobile sont au stade de l'essai. De nombreux fabricants tentent notre faisceau de fibres de carbone, arbre de transmission en fibre de carbone, pare-chocs en fibre de carbone et porte en fibre de carbone. La fibre de carbone ne rouille pas, le poids léger, à faible énergie, la fatigue, la sécurité bonne industrie automobile promouvoir l'utilisation des produits en fibre de carbone, le plus gros problème est le prix est très élevé. dans les voitures bas de gamme ne peuvent pas se permettre d'utiliser des produits de fibre de carbone. voiture haut de gamme avec une petite quantité de produits en fibre de carbone. « plus grandes entreprises de production de fibre de carbone civile de la nation dans le complexe Condor fibre de carbone ventes de la société à responsabilité limitée Le directeur Li Huaijing estime qu'il est difficile de dire si l'industrie automobile peut promouvoir l'utilisation de la fibre de carbone.
«Sans fibre de carbone, l'industrie automobile ne peut pas se développer.» Pan Dingyu est surprenant.
Chen Guangzu a déclaré: « Après le développement de véhicules légers, d'abord connu la mince corps en acier, l'aluminium est devenu à la mode, ainsi que moins de poids que l'alliage de magnésium et d'aluminium, et enfin avec de la fibre de carbone en fibre de carbone peut certainement favoriser l'utilisation dans la voiture. La bio-fibre est écologique, recyclable et offre de nombreuses possibilités d'application, avec des calendriers et des étapes.
Ding Pan ensuite élaboré et dit: « La fibre de carbone a été dans l'automobile et les avions ont fait beaucoup de fibres de carbone, bien que le prix un peu élevé, mais faisceau de fibres de carbone, pare-chocs en fibre de carbone a été utilisé très bien BMW utilise la fibre de carbone avec la meilleure voiture Il s'agit d'un exemple typique d'utilisation réussie de la fibre de carbone dans les automobiles: elle est légère, éconergétique et émet moins d'émissions.
De plus parler des avantages de la fibre de carbone automobile, Chen Guangzu a déclaré: « sur le plan a été modifié en fibre de carbone en aluminium est tombé amoureux de l'industrie automobile est le développement de nouveaux matériaux, nouvelle voiture dès le début du développement de nouveaux matériaux pour promouvoir l'application de la fibre de carbone est la direction du développement de l'industrie automobile .... maintenant il y a un coût. capot moteur automobile avec de la fibre de carbone, le bénéfice de base est de ne pas réduire le poids, mais plus sûr. de nombreux fabricants ont été mis en un métal de capot moteur en fibre de carbone recouverte porte. avec cloison en plastique dans le passé, et maintenant en bio-fibres, peut pour assurer la sécurité, peuvent être dégradés, sans danger. corps U.S. avec un matériau de fibre de carbone, voire des squelettes de fibres de carbone, sans soudure, mais le collage à haute résistance, des rivets, puis fixé. application de fibres de carbone, ne sont pas des problèmes techniques, et enfin Ou question de prix.
Professeur de science des matériaux et en génie, Université du Shandong Zhu Bo dans une interview avec des journalistes, a déclaré: « En ce qui concerne le développement de la fibre de carbone, nous donnons la priorité au développement technologique, fournir un appui technique pour le ressort à lame, couverture, coquille et pare-chocs et autres pièces entreprises de développement de la fibre de carbone. , le processus est pas de problème, il y a eu des réussites. perspectives d'application de la fibre de carbone sont généralement bonnes, l'utilisateur doit prendre en charge de faible volume, le coût est élevé. améliorer le niveau d'automatisation, la taille du lot, sera en mesure de résoudre le problème des coûts. le coût des matières premières ne sont pas un gros problème.
