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天下汽车工业关于碳纤维运用-144.com-金沙网站66722.com

文章出处:网络责任编辑:管理员-金沙网站66722.com人气:宣布工夫:2015-09-24【


有没有一种质料,既能够知足主顾对其产物更长的行驶里程的等候,又能够到达欧盟正在2015年对正在欧洲贩卖车辆设定的每千米二氧化碳排放量为130克的新标准,更为重要的是,同时借能够让一个豪车品牌继承连结优越的品牌溢价。

    高贵的、超沉的碳纤维大概就是如许一个不错的挑选。 dedecms.com-澳门金沙赢了不给提款

    藉此,宝马对其全新开辟的新能源车型品牌“i”的产物理念和快速推动的姿势——大量运用碳纤维的锂离子纯电动汽车i3和插电式混淆动力汽车i8,将离别于明年、后年上市——已正在无形中将身旁的那些竞争者酿成了追逐者。

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    疾驰固然险些取宝马同步推出相干车型,但却是基于现有的C级、E级、S级车型平台,奥迪则是基于A3、Q5等车型平台。

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    宝马走得很快,快得让人疏忽了从日本大竹到美国摩西湖,再到德国瓦克斯多夫、兰茨胡特和莱比锡的间隔;疏忽了高贵的尖端质料碳纤维强化塑料(CFRP—Carbon Fibre Reinforced Plastics)从军用或是航空飞行器的运用到民用的推行速度;疏忽了一辆全新电动大概插电式混淆动力车型,从观点到量产的一般研发工夫。

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    值得注重的是,那是宝马依附散布正在3国5天的消费链条,初次率先实现大量运用碳纤维制造汽车,大概说这是碳纤维初次正在i系列产品中获得普遍运用。幕后的Project i团队为此络续紧缩车型开辟工夫——“便像是正在运用韶光穿越机,两年来我和我的同事与得了这么多希望” 。

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    2012年4月,正在i8 Spyder概念车于北京国际车展环球首发后,i产物观点司理,卖力i车身构造的设想和碳纤维质料运用的克里斯蒂安(Senger Christian)云云说道。

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  碳纤维车身致使的沉量化,关于汽车工业具有重要意义。 copyright dedecms

 2012年3月,宝马集团董事长雷瑟夫博士(Dr. Norbert Reithofer)正在集团消息年会上对环球媒体宣称,他们“正在运用碳纤维质料停止汽车制造范畴具有专业技术”,这将使他们“正在沉量化车身制造方面获得抢先上风”。

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    但是,追逐者的气力仍旧值得存眷,尤其是其他车企取支流碳纤维制造商的缔盟。 织梦好,好织梦

    除取宝马协作的日本三菱丽阳株式会社(Mitsubishi Rayon)和德国SGL公司,其他主要碳纤维消费企业另有日本的东丽株式会社(Toray Industries,Inc.)、帝人株式会社(TEIJIN)、美国的卓尔泰克(ZOLTEK)、阿克苏(AKZO)、阿尔迪拉(ALDILI)等(日本三家企业占有天下78%阁下的份额),也正在辅佐疾驰、群众和通用等企业进入碳纤维沉量化的生长道路。

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    天下汽车工业正在绿色环保可持续发展道路上正在进行一场运用碳纤维质料的沉量化竞走。

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    汽车的整车重量低落10%,燃油效力能够进步6%~8%;汽车重量每削减100千克,每行驶100千米的里程,油耗便可低落0.3~0.6降,二氧化碳的排放能够削减500克。

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    因为汽车沉量化对进步汽车各机能的孝敬,激发了沉量化质料的开辟,个中CFRP曾经成为研发的热点。

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    如今的传统汽车,钢铁质料约占车体重的3/4,用CFRP制造的车身和底盘能够加重40%~60%,相当于钢结构的1/3~1/6,但其抗拉强度却是一致截面钢材的7〜10倍。

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    CFRP是由塑料基体(环氧树脂)围困的碳纤维构成,树脂对纤维起到了支撑和珍爱的感化,它比铝沉30%,比钢沉50%,有稀奇好的吸取碰撞能量的特殊性能,而且永久不会侵蚀,不会由于委靡而老化、扯破。它因而被誉为“玄色黄金”,是继石器和钢铁等金属以后的“第三代质料”。

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 然则,一般状况下,CFRP比钢材价格要贵20倍。它正在当下所具有的这类极度代价特性和物理属性,只要对价钱不敏感的国度军事范畴、航空航天飞行器等会大量接纳,如新近出海的世界上第一个根据齐隐形范例由碳纤维制造的瑞典维斯比护卫舰,或是被称为“空想客机”的美国波音787飞机,70%~80%的材质皆接纳了碳纤维。

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    现在,CFRP正在F1赛车、高级轿车和小批量车型上有所运用,如法拉利F430设备的碳纤维制动盘,马自达RX-8传动轴,丰田1/X混淆动力车车身骨架,英国Kahm公司运用CFRP制造RX-X高级轿车公用车轮,奥迪R8 Spyder跑车的车顶、行李箱的双方及顶部,疾驰SLR迈凯轮高机能跑车险些完整由碳纤维复合材料制成。 copyright dedecms

    2012年3月,宝马正在日内瓦表态的M6,其车顶一样也运用了CFRP。但宝马决意胆量更大一些,正在i系列新能源汽车中大量运用这类碳纤维质料。 内容来自dedecms

    由于若是要实现更长间隔的行驶,尤其是电动车正在增添250~300千克电池重量后,这类重量沉、强度下和耐侵蚀的碳纤维复合材料制造座舱构造,同时由电池、驱动体系等构成的驱动模块也将由轻质铝质质料制成,能够抵消大型电池组一般会给汽车带来的分外负荷。 dedecms.com

    宝马i系列车型若是正在装备了100千瓦电动机和电池后,运用碳纤维零部件恰好能够抵消电池的重量,i8 Spyder概念车的重量为1630千克,可以或许比传统新能源汽车减轻250~350千克,使得i系列产品正在活动操控性和续航里程两项目标上都有大幅度的提拔,比如2014年将推出的i8的操控能够和宝马下机能轿车M3等量齐观。 本文来自织梦

    操控优秀以外,强度也是一流。碳纤维有着出众的能量吸取才能,异常耐碰撞。正在不影响安全性的条件下,它是车身制造中能够运用的最轻质的质料。这类下强度的隐秘在于碳纤维特别的抗扯破机能,使其正在沿着纤维的方向上具有伟大的韧性。 dedecms.com

    那一特殊性能意味着它能够调解到相符其负荷的最好形状。正如正在自然界中植物骨骼或动物只正在需求的中央构成较薄的构造,人们只需正在需求重点防护的中央调解纤维的方向和用量,便能实现更好的平安珍爱。 内容来自dedecms

 好比用一个柱子以时速35千米撞击车辆侧部,关于一般钢板制造的车身,实行结果是撞击深度可达450毫米,而运用碳纤维制造的i3,实行效果只要225毫米阁下。并且假定有一颗树正面倒下来,若是是钢材车身,汽车会全部变形,而碳纤维车身只是打仗的中央是凸出来,凸出来的局部能够切掉,再用粘贴的要领去修复,比其他车身轻易多了。
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 同时,碳纤维永久不会侵蚀,除非正在取不是碳纤维的质料联合时,当时它轻易正在交点发作侵蚀,但只要正在这些中央分外注重防侵蚀步伐便可制止。 内容来自dedecms

    而碳纤维具有的一体式构造特性另有优点,就是正在将来极有可能将车内乘员坐位局部设想成一个整体——若是是铁制需求焊接50~60个部件,而碳纤维复合材料制只需焊接3个部件便可,消费效力大大进步。

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    沉量化关于进步车辆的减速性、掌握稳定性、乐音、振动,碰撞时减小惯性和制动间隔皆有着主动的感化。 织梦好,好织梦

    固然,只管碳纤维质料有着浩瀚长处,然则因为汽车整体构造、工艺的复杂性和各车体部位功用的差别,纵然汽车沉量化已成将来发展趋势,包孕钢材等金属材料,正在以后的一段期间内仍旧难以被完整替换。

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    如今,仍旧是碳纤维质料商用化的起步阶段。 织梦好,好织梦

    从日本广岛县西南部的大竹市,到德国东部的莱比锡有多远,时期还要正在美国西雅图的摩西湖、德国的瓦克斯多夫和兰茨胡特工场,停止3次停止,才气将碳纤维这类质料完好天显现正在一辆i系列车型。 织梦好,好织梦

    为何碳纤维正在汽车上的大批量运用会云云周折?由于从本钱到消费周期、生产工艺,和市场的合作压力,近没有消费一辆内燃机汽车大概正在本车型上研发新能源汽车轻易大概有迹可循。

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    碳纤维的消费出发点是聚丙烯腈制成的一种纤维,这类身分正在羊毛织物上也有泛起,它的制造历程很不简朴:

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    纤维要正在差别的温度和压力下停止工艺制造,以后将纤维的种种构成要素经由过程气化剔除,只剩下险些由纯碳构成的7微米的纤维,然后将单个纤维绑缚成纤维束或粗纱,粗纱经由加工成为特别未经织造的纤维织物,再把纤维织物停止尺寸切割,从而得到立体表面,接着将树脂质料高压打针到预成型件内部,再对之停止软化,然后接纳水射流切割机停止最初的加工。 织梦好,好织梦

    正在这个历程中,怎样确保碳纤维的稳固外形,并以最大精确度联合在一起是要害。 内容来自dedecms

    碳纤维有非常好的物理特性的一面,也有需求战战兢兢停止加工的一面。它的韧性和强度之所以这么下是由于每缕碳纤维是由5万根单个纤维构成的。因为纤维的走向、角度、松紧、结成的层数经由工资的设想以后,会显示差别的机能,如许便增添了设想的难度和复杂性。

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    现在宝马运用的是树脂通报模塑(RTM)停止高压树脂打针手艺,也称为浸渍。脂浸渍纤维是一个异常庞大的工艺流程,布满了种种相互抵牾的要求。比方,一方面树脂必需正在最快的工夫到达质料的各个地区,浸渍每根纤维;而另一方面,正在树脂浸渍一切质料后需求尽快软化。 copyright dedecms

    正在宝马总部慕尼黑东北65千米的德国的兰茨胡特工场,碳纤维强化塑料(CFRP)车间具有约莫200名员工,处置质料、工艺开辟和高科技超沉碳纤维强化塑料质料的制造。

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  兰茨胡特立异及科技中央(LITZ)正在晚期阶段即积极参与新车研发的历程,它作为电动交通和沉量车身构造的技术支持中央,正在遍及14个国度的25家制造和装配工场的宝马集团消费网络中施展偏重要的感化。

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    已往的十年中,那家工场已正在碳纤维强化塑料质料专有的生产工艺、有用加工及优化消费周期方面获得雄厚的履历,2012年3月,正在CFRP车间,同属于Project i的瑞哈特(Andreas Reinhardt)称,那使得大批量、具有经济效益的消费宝马i车型运用的碳纤维车身部件酿成能够。
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 宝马的兰茨胡特工场,2012年的春季方才将天天M3车型碳纤维车顶的消费数字从50个提拔到70个,要晓得2003年M3碳纤维车顶初次批量消费昔时,一共只消费了1200个车顶。

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    碳纤维部件的成型工夫,之前需求两个小时,如今宝马可以或许掌握正在10分钟内。那曾经是很大的前进。 本文来自织梦

    瑞哈特说:“碳纤维从本推测零部件,是从一个简朴的部件然后一步一步过渡去的,这个历程相称庞大。如今由于这类部件要制成制品或加工的工夫照样稀奇少,需求要把工夫压下去。”

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    影响碳纤维量产的缘由正在逐步削减。现在来看,固然它的价钱仍然是一致钢材的20倍阁下,而且跟着波音和空客对碳纤维的伟大需求,致使碳纤维的需求量以每一年10%高低的速度递增(2011年的环球销量为4.4万吨)价钱也随着络续上涨。 内容来自dedecms

    不外,瑞哈特说,宝马i系列产品用的纤维,本钱能够掌握正在传统碳纤维质料的一半阁下,由于它不是航天航空用的纤维,以是不需要那么下尺度的抗扯破性。 dedecms.com

    而同时宝马集团曾经发展出星散消费废物收受接管成产业品级质量质料的做法,此体系在世界上尚为初次运用,使大量的碳纤维废物可以或许重返消费链中。

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    跟着碳纤维材料价格的进一步下落和收受接管手艺确实定,估计将来其运用将从传动轴、车身、刹车片和引擎盖等推行到汽车的别的部件和构造质料,并从奢华车型提高到群众车型。

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    你追我赶

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    用碳纤维武装的宝马i系列产品,让宝马有可能成为新能源汽车市场的先行者,它的背后,实在也是一场质料供应商之间的较劲。

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    犹如宝马碳纤维质料的合作伙伴是三菱丽阳和德国SGL一样,疾驰、丰田和斯巴鲁汽车背后是日本东丽,通用汽车背后则是日本帝人,而福特的缔盟工具是陶氏化学。 copyright dedecms

    尤其是碳纤维行业的顶级制造商日本东丽,那大概能够让疾驰等企业享用到更大范围产能和先进技术带来的本钱上风和产物上风。

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    2009岁首年月,东丽决意正在欧洲竖立一个碳纤维增强塑料研发天,处置欧洲本地区的碳纤维增强塑料的研发和消费。2011年,它的碳纤维产能即为1.79万吨/年。

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    尽人皆知,三菱丽阳要正在2015年才气实现1.38万吨/年的计划产能,这也将影响各自缔盟的汽车企业推出的新能源产物的将来售价和市场竞争力。

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    关于本钱掌握,正在2010岁尾,东丽背雷克萨斯LFA汽车供应的引擎罩和车顶中运用的碳纤维,和斯巴鲁跑车可选装的碳纤维车顶时,丰田便示意,“曾经研发出新的生产技术,那将极大天减少钢铁和碳纤维的本钱差异”。

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    从往年最先,东丽将背疾驰供给凌驾1万辆汽车运用的碳纤维分解塑料,然后逐步扩大至每一年2~3万辆,信赖跟着供应量的增大,本钱将会随之下落。
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然则宝马为何挑选三菱丽阳,而不是东丽? copyright dedecms

 2011年5月德国当局公布正在将来的十数年封闭境内核电站,转向风力发电。我们晓得,55米以下风电叶片的要害部位必需要用碳纤维复合材料,一组叶片约莫需求用碳纤维复合材料几百到一千多公斤,风电叶片明显是将来碳纤维市场的重要增进偏向。

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    而为德国风电供应碳纤维的企业恰是三菱丽阳,三菱丽阳而且为此启动了2700吨生产线。若是宝马到场到这类量级的碳纤维需求中,大概能够资助本身低落采购本钱。

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    一样正在劳碌的另有群众,正在客岁3月,群众购置了宝马现在大量持股的德国碳纤维企业SGL的股分,成为其第二大股东,以期分享技术成果,这让人回忆起昔时这两家汽车公司争取英国豪车品牌劳斯莱斯时的逆来顺受。

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    天下着名碳纤维质料提供商的日本帝人,正在将碳纤维质料分解的工夫从5分钟收缩至1分钟,那或将是革命性的手艺打破。通用汽车正在与其协作,设想了2015年和2020年产品企图。

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    若是福特取陶氏化学的缔盟顺遂的话,从2015年最先起福特新车将大量接纳碳纤维零部件,正在2020年大幅推动车辆沉量化,新款轿车及卡车将接纳沉量质料,加重幅度将正在113.4~340.2千克,知足2025年美国市场售出新车均匀燃效值54.4mpg(英里/加仑)的要求。

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    尽管如此,宝马关于运用碳纤维质料的i系列产品看起来照样异常具有信心。 copyright dedecms

    宝马Project i产物观点司理克里斯蒂安道:“我们如今借不克不及宣布价钱,然则能够不会像你想象的那么遥弗成及,应当不会是一个异常超乎设想的效果。由于宝马投入了许多精神和资本开辟这个车系,我们将来面临的其实不是一个小众群体,我们期望未来它是一个络续增进的业务。”
 

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