未來(lái)汽車復(fù)合材料制造展望

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1、未來(lái)汽車復(fù)合材料制造展望???未來(lái)汽車首先會(huì)考慮新型的車身材料，包括車體以及車架等多種方面。除了目前大量使用的合金金屬之外，未來(lái)汽車在高分子材料上的運(yùn)用將會(huì)更加多樣化。未來(lái)汽車使用的塑料由幾十種高分子材料組成，并且還將考慮零部件的通用性以及材料的回收便捷性問題。新型車身材料已經(jīng)投入量產(chǎn)???未來(lái)的汽車由于大量采用新型材料，傳統(tǒng)的車身結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法可能不再適用，取而代之的是一種基于生物學(xué)增長(zhǎng)規(guī)律的形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)法，這種設(shè)計(jì)方法即能減少零件質(zhì)量，又延長(zhǎng)了零件的使用壽命。此外，采用新的設(shè)計(jì)方法還能使車身零件數(shù)大幅度減少。如某車型的零件數(shù)已由400個(gè)減少到75

2、個(gè)，質(zhì)量減輕30％，這已經(jīng)說明輕量化設(shè)計(jì)具有極大的潛力。???與此同時(shí)，研究汽車新材料的最終處置問題也由此變的重要起來(lái)。從某種程度上講，回收問題關(guān)系到將來(lái)的生存與發(fā)展。目前，汽車上約占自重25％的材料無(wú)法回收再用，其中三分之一為各種塑料，三分之一為橡膠，還有三分之一為玻璃、纖維。世界各國(guó)都花費(fèi)大量的人力、物力進(jìn)行材料的回收再生問題的研究?，F(xiàn)在可以通過三種途徑進(jìn)行回收：顆?；厥眨匦履肽?；化學(xué)回收，高溫分解；能源回收，將廢棄物作為燃料。???新材料需要降低成本才能獲得推廣???制約汽車車身新材料應(yīng)用的重要因素是價(jià)格。作為主要新材料的高強(qiáng)度鋼、玻璃纖維增強(qiáng)

3、材料、鋁和石墨增強(qiáng)，其成本分別為普通碳鋼的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低這些新材料的制造成本，才可能使諸多新材料進(jìn)入批量生產(chǎn)。碳纖維構(gòu)件已經(jīng)成為賽車減重的首選???如玻璃纖維增強(qiáng)材料將在成本上成為鋼材的有力競(jìng)爭(zhēng)者，雖然它的重量減輕有限，但價(jià)格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好，但因其成本居高不下，目前它在汽車工業(yè)上很難有所作為。???制造工藝決定使用范圍???采用新材料與先進(jìn)的制造工藝是相輔相成的，汽車工業(yè)正在努力開發(fā)新的制造方法，對(duì)傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行更新。例如：適用于輕量化設(shè)計(jì)的連接工藝今年來(lái)有所發(fā)展，如德國(guó)某汽車公司在大批生產(chǎn)的

4、轎車上采用CO2激光束焊接，與傳統(tǒng)的焊接工藝相比，焊接成的高強(qiáng)度鋼板車身的強(qiáng)度提高了50％。激光焊接將會(huì)成為主流???又如，一些復(fù)合材料的SMC殼體的材料較厚，大約為2.5～3mm，限制了輕量化的幅度。法國(guó)雷諾公司采用新的A級(jí)表面精度的SMC模壓技術(shù)和低密度填料，減薄了零件厚度，使轎車殼體重量比普通SMC工藝下降了30％。???汽車外裝及結(jié)構(gòu)件用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料???纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料統(tǒng)稱為FRP，是一種纖維和塑料復(fù)合而成的材料。增強(qiáng)用的纖維為玻璃纖維、碳纖維和高強(qiáng)度合成纖維。母體樹脂根據(jù)使用要求，可用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯等。汽車上常用

5、的是玻璃纖維和熱固性樹脂的復(fù)合材料。???FRP作為汽車用材料具有材質(zhì)請(qǐng)、設(shè)計(jì)靈活、便于一體成型、耐腐蝕、耐化學(xué)藥品、耐沖擊、著色方便等優(yōu)點(diǎn)，但在這種材料用于大批量汽車生產(chǎn)時(shí)，與金屬材料比較還存在著生產(chǎn)效率低、可靠性差、表面加工差、材料回收困難等方面的問題。???FRP材料可用于制造汽車頂棚、空氣導(dǎo)流板、前端部、前燈殼、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋泥板、后端板、三角窗框、外板等外裝件。用碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制成的汽車零件，還有傳動(dòng)軸、懸掛彈簧、保險(xiǎn)杠、車輪、轉(zhuǎn)向節(jié)、車門、座椅骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、格柵、車架等。