Applicazione di compositi termoplastici rinforzati con fibre di carbonio in automobili
Composito termoplastico rinforzato con fibra di carbonio (CFRTP)
Negli ultimi anni, le plastiche avanzate rinforzate con fibra di carbonio e i materiali compositi termoplastici rappresentano una delle tecnologie all'avanguardia ad alta tecnologia in più rapida crescita nel campo dei materiali compositi internazionali. Sia i dipartimenti di ricerca scientifica nazionali che quelli stranieri hanno investito molto in risorse umane per competere in ricerca, sviluppo e applicazione. Un materiale ad alte prestazioni, verde e nuovo.
Blade antivento in materiale composito termoplastico (CFRTP) rinforzato con fibra di carbonio da 1000W
Selezione di materie prime come fibra di carbonio (CF), basi di resina termoplastica (materie plastiche) e additivi, tipi, proporzioni, metodi di lavorazione, contenuto e numero e modalità di laminati in fibra di carbonio (monofilamento e tessuto) per multicomponente, multifase, multi -scale processi di formatura compositi macroscopici e (sub-) microscopici (processi fisici e chimici) producono nuovi materiali CFRTP con strutture e proprietà complesse e possono intelligentemente strutturare la struttura composita e le proprietà predeterminate in base alle esigenze del prodotto. La progettazione automatizzata ad alta efficienza e la lavorazione di precisione consentono ai materiali compositi in fibra di carbonio di ottenere diverse funzioni fisiche, chimiche, meccaniche e speciali, offrendo una vasta gamma di libertà di progettazione, stabilità dimensionale e bassa deformazione per una varietà di prodotti compositi CFRTP. , Anti-fatica, anti-invecchiamento, resistenza al creep e altri vantaggi significativi. Il CFRTP può sostituire parzialmente i costosi materiali tecnologici e i materiali CFRP, e può anche sostituire parzialmente materiali metallici leggeri (come le leghe di alluminio-magnesio).
CFRTP ha le seguenti caratteristiche: bassa densità (1,10-1,60 g / cm3), alta resistenza, buona resistenza all'impatto, buona resistenza alla fatica, uso riciclabile, lavorazione rapida e bassi costi di produzione.
Schermo display a LED in fibra termoplastica rinforzata in fibra di carbonio (CFRTP) staffa per modulo singolo
Esistono tre tipi principali: (1) CFRTP rinforzato in fibra di carbonio a taglio corto (SCF); (2) CFRTP rinforzato con fibre di carbonio lunghe (LCF); (3) CFRTP rinforzato in fibra di carbonio (CCF) continuo, comprendente un materiale termoplastico rinforzato con fibra di carbonio unidirezionale Prepreg con CFRTP, fibra di carbonio multistrato, CFRTP con rinforzo multistrato intrecciato (tessuto). Vari tipi di CFRTP hanno diverse proprietà meccaniche meccaniche e caratteristiche funzionali e sono stati sviluppati e applicati a varie forme di prodotti e prodotti in vari settori e settori.
Parti di parafango in materiale composito termoplastico rinforzato con fibra di carbonio (CFRTP) per veicoli elettrici (parti per iniezione)
I materiali compositi avanzati in fibra di carbonio (inclusi CFRP e CFRTP) offrono vantaggi eccezionali all'industria automobilistica e manifatturiera di parti e possono essere espressi in:
(1) Leggero: l'impatto più diretto della riduzione del peso del veicolo è il miglioramento del risparmio energetico, dell'accelerazione e delle prestazioni di frenata. Il peso del veicolo viene ridotto del 10%, il consumo di carburante viene ridotto dal 6 all'8%, le emissioni si riducono dal 5 al 6%, l'accelerazione a 0-100 km / h viene aumentata dall'8 al 10% e la distanza di frenata viene ridotta di 2 a 7m.
(2) Sicurezza: la riduzione del peso del corpo del veicolo può far abbassare il baricentro del veicolo, migliorare la stabilità dello sterzo del veicolo e il funzionamento del veicolo sarà più sicuro e stabile, con un eccellente assorbimento di energia e la capacità di assorbimento dell'energia di collisione è l'acciaio sei. A sette volte, tre o quattro volte l'alluminio, che garantisce ulteriormente la sicurezza della vettura.
(3) Comfort: con un maggiore smorzamento delle vibrazioni, la lega leggera richiede 9 secondi per arrestare la vibrazione e 2 secondi per fermarsi. Anche il contributo al miglioramento dell'NVH (rumore, vibrazioni e ruvidità del rumore) del veicolo è molto ampio. Migliora notevolmente il comfort della vettura.
(4) Affidabilità: con una maggiore resistenza a fatica, la resistenza a fatica di acciaio e alluminio è del 30-50% della resistenza alla trazione, fino al 70-80%, e l'affidabilità a fatica del materiale è notevolmente migliorata.
(5) Potenzia il livello di sviluppo del corpo: la designabilità è più forte del metallo, quindi è più facile sviluppare "piattaforma, modularizzazione e integrazione" dello sviluppo del corpo. Strutture corpo ibride di piattaforme per carrozzeria e metallo Per le tradizionali strutture di carrozzeria per autoveicoli, è possibile ridurre notevolmente il numero di parti, ridurre gli investimenti in attrezzature e abbreviare il ciclo di sviluppo. Soprattutto per le aziende automobilistiche di nuova energia, l'ente può non solo risparmiare investimenti in stampaggio, saldare linee di produzione, stampi e infissi, ridurre il rapporto tra immobilizzazioni e attività, ottimizzare la struttura di asset allocation delle imprese, ma anche avere maggiore influenza nella promozione del mercato .
Guardando l'applicazione di Mercedes-Benz, BMW, Audi e altre aziende automobilistiche di fascia alta nella linea di prodotti, ci si può aspettare che l'applicazione di nuovi materiali CFRTP nelle automobili diventerà sicuramente la direzione futura dello sviluppo.
