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碳纤维复合材料或颠覆传统4大工艺 引领汽车业“二次革命”

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?阅读权限:游客身份花费会员币:0添加时间:2019/9/21 17:29:20提交会员:service15

近年来,“碳纤维”已经逐渐成为汽车产业的热门词汇。随着环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流,而兼具质轻、安全、经济特点于一身的碳纤维复合材料无疑成为香饽饽。经过50多年的发展,碳纤维技术开始成熟,大规模应用时机已经到来。9月19日,在第十三届汽车轻量化大会暨展览会间隙,中国工程院院士、中国石化仪征化纤股份有限公司顾问蒋士成在接受《中国汽车报》的专访时,明确表示十分看好我国碳纤维复合材料技术的发展前景,直言:“此前碳纤维技术一直被美国和日本等国垄断,但由于我国政府的高度重视,和科研院校、企业等多方面的努力,我国自主研发的碳纤维产品几乎涵盖所有的型号,尤其是国防和航空航天领域的尖端种类均已实现。”因此,他相信5年之后我国碳纤维技术不仅可以达到国际先进水平,甚至可以赶超国外。


有质有量 碳纤维发展势头强劲


据了解,碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维材料,因其优异的特性被广泛应用。蒋士成谈到,除了国防和军事领域,事实上碳纤维复合材料已经开始广泛应用在各行各业当中,包括交通领域的飞机、高铁和汽车等,还有能源领域的风力发电机的风叶,此外还有很大一部分应用在体育用具等产业,例如高尔夫球杆、钓鱼竿和其他体育产品等。当然,随着汽车行业轻量化的发展,碳纤维材料在汽车领域的应用也越来越多。众所周知,新能源汽车已经进入快速发展的阶段,而目前消费者对纯电动汽车最大的障碍之一应该就是里程焦虑的问题,为了更有效的提高纯电动汽车的续驶里程,车身的轻量化就至关重要。在新能源汽车中,氢燃料电池汽车被称为是真正零排放的环保汽车,但是这类车的一大问题就是氢气的安全问题,对此,碳纤维材料也能起到关键的作用,蒋士成提到用来储存氢气的高压储气罐正好可以使用碳纤维材料,从而更好地保证储气罐的安全。


碳纤维在汽车业领域仍面临4大难题


蒋士成坦言,我国碳纤维材料在汽车领域的发展还面临四方面的问题,首先是相关的成型设备,由于碳纤维材料不同于传统的汽车材料,要想实现真正的工业化就需要连续化和自动化的生产设备,这一方面需要我们加快相关设备的自主研发,另一方面需要将国外先进的技术同国内的技术相结合。第二,碳纤维材料并不能直接应用在汽车上,还需要一些工艺同其他复合材料相结合,例如复合材料的快速成型工艺,只有实现这些技术才能加速发展。第三,整个碳纤维材料数据库标准体系的建立和加强设计工作,碳纤维复合材料作为一种新型材料,从物理指标上讲是各向异性的,因此就需要积累最基本的数据库,找到它的规律建立起一系列标准体系,并且还需要加强设计工作,目前这一方面是汽车行业较为薄弱的领域。第四,碳纤维复合材料相关人才面临紧缺的状况。


颠覆传统汽车工艺 引领汽车业的“二次革命”


在国内外的车企当中,已经有一些车企将碳纤维材料应用到了汽车当中,但是大规模的应用并不多。蒋士成用一组数据说明了这一问题:目前全球碳纤维的总产能大约为9万吨,其中我国能够达到2万吨;我国在碳纤维的使用量方面增长速度逐年提升,从此前的年增长3000吨到5000吨,再到最近的增长量已经达9000吨。不过,虽然我国碳纤维产量逐年提高,但还是无法满足我国碳纤维的需求量,超过2/3仍需要进口。这其中,在汽车行业的用量就更少,仅为700多吨,仅占总数的3%左右。


不过,蒋士成认为未来轻量化将是汽车行业的趋势,一旦碳纤维复合材料能够大规模用在汽车的零部件或者整车厂,它的加工工艺完全是一个全新的制造工艺,甚至将颠覆现有的汽车传统工艺。他表示,碳纤维在汽车轻量化上的应用,将改变汽车生产组织模式,传统的四大工艺将被新四大工艺(模压、胶结、喷涂、总装)取代。

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