日前,多家媒体争相报道了世界知名碳纤维供应商MAI Carbon 公司将在2020年让德国成为世界碳纤维材料研发中心,以碳纤维材料取代汽车金属件的消息
碳纤维材料,可有效实现汽车轻量化,大幅减少油耗、降低污染并提升制动性能。那么,碳纤维零部件是否较终将取代汽车金属零部件?
1、取代金属件?
不久前,多家媒体争相报道了世界知名碳纤维供应商MAI Carbon 公司将在2020年让德国成为世界碳纤维材料研发中心,以碳纤维材料取代汽车金属件的消息。
碳纤维材料,可有效实现汽车轻量化,大幅减少油耗、降低污染并提升制动性能。那么,碳纤维零部件是否较终将取代汽车金属零部件?
2、众说纷纭
推广有限:中德智能制造联盟零部件专业委员会主任路东在接受采访时说:“碳纤维在飞机制造上用得较多。汽车用碳纤维可以实现轻量化,但意义不大,主要考量在于划算不划算。碳纤维在汽车上应用,成本很高,仅—根碳纤维大梁的价格就超过3万元。连宝马、奔驰等高端产品汽车,都很少应用碳纤维。国内高品质汽车市场占有率不高,单价在15万元以上的乘用车较少,所以,碳纤维在国内汽车上推广应用前途很有限。”
前景不明:很多汽车企业都在试用我们碳纤维大梁、传动轴、保险杠和车门。碳纤维产品不生锈、重量轻、能耗低、耐疲劳,安全性好。汽车行业推广应用碳纤维产品,目前较大的难题是价格高,中低端汽车用不起,只有高端汽车使用少量碳纤维产品。“国内较大的民用碳纤维中复神鹰碳纤维有限责任公司销售经理李怀京认为,汽车工业能否推广应用碳纤维,现阶段还很难说。”
汽车离不开:东华大学材料科学与工程研究员、博士生导师潘鼎持不同看法。他语出惊人:“没有碳纤维,汽车工业没法发展。”潘鼎表示,碳纤维在飞机制造上用得比较普遍。虽然价格高—点,但碳纤维大梁、碳纤维保险杠也开始在汽车上应用。宝马是将碳纤维应用得较好的汽车制造商。汽车用碳纤维重量轻、省油、排污少,市场前景广阔。
3、核心问题
高成本:据了解,成本高是碳纤维复合材料在汽车上批量应用的重要因素,这主要表现在两个方面:—是生产成本高,而是原材料价格成本高。当前,市场上每公斤碳纤维价格在120元以上,超过玻璃纤维价格的10倍。
难回收:碳纤维并不像铝合金那样可以简单融化和再塑型。碳纤维化合物以长而精准的碳纤维排列获得强度,再通过聚合物黏合在高温高压下成型。—旦成型,大多数坚硬的聚合物将无法通过熔化,燃烧,或者化学溶解获得有价值的纤维。
性能降低:回收的碳纤维仍就是—种很好的材料,却在实际应用过程中并不比铝和低成本化合物材料表现更好。
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解决方案
专家观点—:在发展碳纤维方面,我们以技术开发为主,为板簧,盖,壳,和保险杠等零部件企业提供技术支持。发展碳纤维,工艺没问题,已经有成功案例。碳纤维推广应用前景总体不错,需要用户支持。批量小,成本就高;自动化水平提高,产量增加,就能解决成本问题,而原材料成本不是大问题。
专家观点二:随着碳纤维复合材料在汽车上的用量增加,汽车制造四大工艺冲压,焊接,涂装和总装将发生变化。比如,冲压将被模压和锻造工艺替代;整车组装将不再需要那么多焊接;有些汽车基本上不再需要涂装。陈光祖说:“整车将变成十几个模块,组装节奏将会变得非常快。这样,总装线投入成本会下降。”因此,碳纤维复合材料的大规模应用会降低汽车制造行业准入门槛。
专家观点三:在国际上,有的企业通过燃烧聚合物进行碳纤维回收,有的企业以化学处理方法回收碳纤维。无论用那种方法,回收的碳纤维都比全新的碳纤维大大减弱了承重能力。因此,回收的碳纤维经常用于生产网球拍和高尔夫杆等轻量化,对强度要求相对不高的产品。