2020碳纖維復合材料的現(xiàn)狀和未來
2020-09-21 11:01:52
經(jīng)緯數(shù)控
302
碳纖維復合材料的性能和發(fā)展趨勢順應(yīng)了汽車工業(yè)的發(fā)展，特別是隨著新能源汽車的發(fā)展，碳纖維復合材料將越來越廣泛地應(yīng)用于汽車。在歐美國家，復合材料的數(shù)量約占全國總產(chǎn)量的1/3，主要用于汽車面板（兩門，四蓋），二次軸承零件，車身和其他零件，其數(shù)量逐年增加。經(jīng)緯科技提供一體化的復合材料行業(yè)智能裁切解決方案，對行業(yè)高度關(guān)注，給大家分享最新行業(yè)動態(tài)。
碳纖維復合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
碳纖維復合材料由于其獨特的強度和剛性，可以取代汽車用鋼的主軸承結(jié)構(gòu)。世界領(lǐng)先的汽車制造商都使用碳纖維復合材料零件制造模型。 2014年，寶馬I3和I8上市不僅開創(chuàng)了碳纖維復合材料大批量生產(chǎn)模式的新紀元。寶馬I3和I8作為零排放電動車，它是由于采用碳纖維復合材料打造車身，使車輛僅1255千克，完美解決了車輛質(zhì)量大幅提升造成的在車輛質(zhì)量，車輛行駛控制問題上，創(chuàng)造了百公里7.2秒的加速時間。
隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，復合材料在我國汽車工業(yè)中的應(yīng)用取得了突破性進展，汽車復合材料年消耗量約為10萬噸，但主要用于玻璃鋼復合材料的非承載結(jié)構(gòu)。材料，汽車復合材料制造商一般較小。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料用于汽車車身結(jié)構(gòu)而非大型商用飛機和高性能汽車（如特斯拉，寶馬I3和I8）和F1主軸承力結(jié)構(gòu)的成功應(yīng)用表明，復合材料可以。目前，國內(nèi)汽車企業(yè)已開始嘗試用碳纖維復合材料零件取代傳統(tǒng)的金屬零件。
國內(nèi)汽車制造商已經(jīng)開始研究和開發(fā)復合材料和制造企業(yè)，開始復合材料零件的生產(chǎn)設(shè)計和開發(fā)，并逐步開始為生產(chǎn)做好充分的準備。由于承載能力的要求，需要車輛的復合部件（尤其是傳動軸??等軸承部件）來設(shè)計材料和部件。近年來，航空復合材料在設(shè)計，材料和制造方面充分發(fā)揮其優(yōu)勢，先后為汽車前艙蓋，行李箱蓋，尾部，重型汽車板簧，公交車葉片的汽車廠研發(fā)。彈簧，重型車輛傳動軸，全復合軸承式總線體，全復合罐等產(chǎn)品，部分產(chǎn)品已通過測試。
國內(nèi)汽車復合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及差距分析 “十一五”，“五”時期，國內(nèi)汽車企業(yè)和科研單位共同開發(fā)了四代碳纖維復合材料模型電動汽車。通過逆向工程設(shè)計技術(shù)，二代碳纖維復合材料被用來取代現(xiàn)有的模型。驗證了碳纖維復合材料的減重效果和碳纖維復合材料的組裝技術(shù)。通過前向設(shè)計驗證了整個碳纖維復合材料主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計。研究開發(fā)了第四代汽車用于碳纖維復合材料在汽車工業(yè)的工業(yè)應(yīng)用中積累了寶貴的經(jīng)驗，開辟了國內(nèi)碳纖維復合材料汽車應(yīng)用的起點。
在不久的將來，該機是國內(nèi)首家采用快速固化的預(yù)浸材料，采用快速成型技術(shù)，真空輔助成型工藝制備軸承式全復合材料電動車車身，其中集成制造，成本控制和制造效率等方面都取得了良好的效果。目前，碳纖維復合材料的研究是由國內(nèi)汽車發(fā)動機廠和備件供應(yīng)商進行的。主要重點是零件重量輕，采用非連續(xù)纖維成型工藝，汽車零部件的生產(chǎn)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。但是，由于缺乏自動化生產(chǎn)設(shè)備，連續(xù)纖維復合材料尚未形成生產(chǎn)水平，尤其是體量生產(chǎn)技術(shù)。雖然企業(yè)已經(jīng)推出了碳纖維復合材料車身電動車，但零部件，車輛設(shè)計，驗證和生產(chǎn)技術(shù)以及自動裝配技術(shù)和質(zhì)量控制仍在探索中，從碳纖維復合材料在汽車工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用有一定的距離。
國內(nèi)輕質(zhì)汽車制造業(yè)用碳纖維復合材料剛剛起步，處于技術(shù)探索和積累的早期階段。航空復合材料已與中國第一汽車集團公司聯(lián)合成立“汽車先進材料聯(lián)合實驗室”，與北汽共同成立“汽車先進材料技術(shù)中心”，旨在開發(fā)汽車復合材料零部件的研究，開發(fā)和工程應(yīng)用方面，與長安汽車，比亞迪集團還在合作開發(fā)，開展新能源汽車復合材料零部件的研發(fā)。公司開發(fā)了一系列汽車零部件（復合板簧，傳動軸，車輪等運動部件和發(fā)動機罩，后備箱蓋，尾翼等面板）和第一個全復合材料客車車身。 2014年，飛機制造業(yè)承擔了國家“863”項目 - “CCF-3級碳纖維復合材料在運輸和能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域”。主要材料系統(tǒng)是快速固化樹脂和預(yù)浸材料，這是快速成型和真空輔助成型（VARI）的主要技術(shù)。使用全復合材料可以大大提高高性能碳纖維復合材料的成本。復合材料的制造效率大大提高。 雖然近年來國內(nèi)碳纖維復合材料技術(shù)取得了長足的進步，但與國外汽車復合材料技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用的差距，具體分析如下：
（1）需求牽引力。由于缺乏市場消費力，政策支持尚未健全，汽車制造商不是從新能源汽車獲得高收益，嚴重制約生產(chǎn)積極性，投資資金開展新能源汽車，很難實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。在整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中，新能源汽車應(yīng)用中的碳纖維復合材料也處于探索階段。
（2）碳纖維間隙。雖然近年來，中國的碳纖維產(chǎn)能迅速放大，但差距仍然存在。與國外相比，國內(nèi)生絲含雜質(zhì)含量高，質(zhì)量不穩(wěn)定，離散系數(shù)大，成本也需要進一步降低。
（3）復合材料制造技術(shù)的差距。滿足快節(jié)奏的低成本制造相關(guān)材料和自動化設(shè)備滯后。汽車工業(yè)的特點要求復合材料應(yīng)滿足性能要求，同時還要滿足快速，低成本的要求。目前，已有一些碳纖維材料，滿足低成本的要求，樹脂材料的快速制造和配套技術(shù)。并且，為快速制造一套數(shù)字化，智能化的技術(shù)和設(shè)備，確保汽車復合材料零部件的快速和準確的制造。雖然國內(nèi)相關(guān)材料也在研發(fā)中，但尚未形成標準并實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。
（4）設(shè)計開發(fā)和測試技術(shù)落后，容量不足。目前，復合材料的設(shè)計軟件來自國外，其中包括復合材料的設(shè)計，工藝模擬和力學性能分析。由于對汽車復合材料的研究，不需要材料和技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)計，分析和模擬。結(jié)構(gòu)損壞模式和失效準則難以確定。缺乏結(jié)構(gòu)測試方法，標準和測試設(shè)備。
（5）復合材料修復技術(shù)尚未得到充分研究。需要進一步推廣基于增值稅技術(shù)的維修材料和維修技術(shù)。
（6）回收技術(shù)尚不成熟，未形成完整的復合材料回收產(chǎn)業(yè)鏈。有必要盡快開展碳纖維復合材料回收技術(shù)的研究和開發(fā)。
國內(nèi)汽車復合材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 高性能復合材料在汽車中實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，首先需要設(shè)計和構(gòu)建基于批量生產(chǎn)的復合材料汽車零部件制造系統(tǒng)解決方案。目前，無論是汽車OEM，汽車零部件企業(yè)，還是復合零件制造企業(yè)，都不能以大規(guī)模生產(chǎn)和低成本制造系統(tǒng)解決方案為基礎(chǔ)。構(gòu)建解決方案需要以下關(guān)鍵技術(shù)：材料，設(shè)計，制造集成產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，低成本，快速固化材料（或低成本材料）技術(shù);低成本，自動連續(xù)集成制造工藝技術(shù);產(chǎn)品（或組件級）關(guān)鍵性能測試技術(shù);配套維修材料和維修技術(shù);復合材料回收和再循環(huán)技術(shù)。
國內(nèi)碳纖維復合材料在汽車制造業(yè)剛剛起步，也處于技術(shù)探索和積累的早期階段。因此，碳纖維復合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用不僅是必要的，而且也越來越迫切。從推廣新材料和其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，國家對汽車工業(yè)和碳纖維材料工業(yè)的指導也具有更為深遠的意義。碳纖維復合材料 - 這個產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用涉及許多學科，許多領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學技術(shù)問題，具有交叉性強的特點，向國家開展全面的頂層設(shè)計，分類管理，組織組合，集智能研究，Co建筑車輛企業(yè) - 碳纖維原料 - 復合材料制造企業(yè)的一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了批量生產(chǎn)復合材料汽車零部件制造系統(tǒng)的解決方案。逐步認識到汽車行業(yè)對于復合材料不會從會議中使用，從簡單到使用都有很好的改變。
碳纖維裁切要求很高，不僅要很高的精度，也要保證高效率，經(jīng)緯碳纖維復合材料切割機可以完全滿足裁切需求，是您的理想選擇，了解設(shè)備詳細信息，請聯(lián)系我們。
碳纖維復合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
碳纖維復合材料由于其獨特的強度和剛性，可以取代汽車用鋼的主軸承結(jié)構(gòu)。世界領(lǐng)先的汽車制造商都使用碳纖維復合材料零件制造模型。 2014年，寶馬I3和I8上市不僅開創(chuàng)了碳纖維復合材料大批量生產(chǎn)模式的新紀元。寶馬I3和I8作為零排放電動車，它是由于采用碳纖維復合材料打造車身，使車輛僅1255千克，完美解決了車輛質(zhì)量大幅提升造成的在車輛質(zhì)量，車輛行駛控制問題上，創(chuàng)造了百公里7.2秒的加速時間。
隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，復合材料在我國汽車工業(yè)中的應(yīng)用取得了突破性進展，汽車復合材料年消耗量約為10萬噸，但主要用于玻璃鋼復合材料的非承載結(jié)構(gòu)。材料，汽車復合材料制造商一般較小。碳纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料用于汽車車身結(jié)構(gòu)而非大型商用飛機和高性能汽車（如特斯拉，寶馬I3和I8）和F1主軸承力結(jié)構(gòu)的成功應(yīng)用表明，復合材料可以。目前，國內(nèi)汽車企業(yè)已開始嘗試用碳纖維復合材料零件取代傳統(tǒng)的金屬零件。
國內(nèi)汽車制造商已經(jīng)開始研究和開發(fā)復合材料和制造企業(yè)，開始復合材料零件的生產(chǎn)設(shè)計和開發(fā)，并逐步開始為生產(chǎn)做好充分的準備。由于承載能力的要求，需要車輛的復合部件（尤其是傳動軸??等軸承部件）來設(shè)計材料和部件。近年來，航空復合材料在設(shè)計，材料和制造方面充分發(fā)揮其優(yōu)勢，先后為汽車前艙蓋，行李箱蓋，尾部，重型汽車板簧，公交車葉片的汽車廠研發(fā)。彈簧，重型車輛傳動軸，全復合軸承式總線體，全復合罐等產(chǎn)品，部分產(chǎn)品已通過測試。
國內(nèi)汽車復合材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及差距分析 “十一五”，“五”時期，國內(nèi)汽車企業(yè)和科研單位共同開發(fā)了四代碳纖維復合材料模型電動汽車。通過逆向工程設(shè)計技術(shù)，二代碳纖維復合材料被用來取代現(xiàn)有的模型。驗證了碳纖維復合材料的減重效果和碳纖維復合材料的組裝技術(shù)。通過前向設(shè)計驗證了整個碳纖維復合材料主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計。研究開發(fā)了第四代汽車用于碳纖維復合材料在汽車工業(yè)的工業(yè)應(yīng)用中積累了寶貴的經(jīng)驗，開辟了國內(nèi)碳纖維復合材料汽車應(yīng)用的起點。
在不久的將來，該機是國內(nèi)首家采用快速固化的預(yù)浸材料，采用快速成型技術(shù)，真空輔助成型工藝制備軸承式全復合材料電動車車身，其中集成制造，成本控制和制造效率等方面都取得了良好的效果。目前，碳纖維復合材料的研究是由國內(nèi)汽車發(fā)動機廠和備件供應(yīng)商進行的。主要重點是零件重量輕，采用非連續(xù)纖維成型工藝，汽車零部件的生產(chǎn)實現(xiàn)了批量生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。但是，由于缺乏自動化生產(chǎn)設(shè)備，連續(xù)纖維復合材料尚未形成生產(chǎn)水平，尤其是體量生產(chǎn)技術(shù)。雖然企業(yè)已經(jīng)推出了碳纖維復合材料車身電動車，但零部件，車輛設(shè)計，驗證和生產(chǎn)技術(shù)以及自動裝配技術(shù)和質(zhì)量控制仍在探索中，從碳纖維復合材料在汽車工業(yè)中的大規(guī)模應(yīng)用有一定的距離。
國內(nèi)輕質(zhì)汽車制造業(yè)用碳纖維復合材料剛剛起步，處于技術(shù)探索和積累的早期階段。航空復合材料已與中國第一汽車集團公司聯(lián)合成立“汽車先進材料聯(lián)合實驗室”，與北汽共同成立“汽車先進材料技術(shù)中心”，旨在開發(fā)汽車復合材料零部件的研究，開發(fā)和工程應(yīng)用方面，與長安汽車，比亞迪集團還在合作開發(fā)，開展新能源汽車復合材料零部件的研發(fā)。公司開發(fā)了一系列汽車零部件（復合板簧，傳動軸，車輪等運動部件和發(fā)動機罩，后備箱蓋，尾翼等面板）和第一個全復合材料客車車身。 2014年，飛機制造業(yè)承擔了國家“863”項目 - “CCF-3級碳纖維復合材料在運輸和能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域”。主要材料系統(tǒng)是快速固化樹脂和預(yù)浸材料，這是快速成型和真空輔助成型（VARI）的主要技術(shù)。使用全復合材料可以大大提高高性能碳纖維復合材料的成本。復合材料的制造效率大大提高。 雖然近年來國內(nèi)碳纖維復合材料技術(shù)取得了長足的進步，但與國外汽車復合材料技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用的差距，具體分析如下：
（1）需求牽引力。由于缺乏市場消費力，政策支持尚未健全，汽車制造商不是從新能源汽車獲得高收益，嚴重制約生產(chǎn)積極性，投資資金開展新能源汽車，很難實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化。在整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀中，新能源汽車應(yīng)用中的碳纖維復合材料也處于探索階段。
（2）碳纖維間隙。雖然近年來，中國的碳纖維產(chǎn)能迅速放大，但差距仍然存在。與國外相比，國內(nèi)生絲含雜質(zhì)含量高，質(zhì)量不穩(wěn)定，離散系數(shù)大，成本也需要進一步降低。
（3）復合材料制造技術(shù)的差距。滿足快節(jié)奏的低成本制造相關(guān)材料和自動化設(shè)備滯后。汽車工業(yè)的特點要求復合材料應(yīng)滿足性能要求，同時還要滿足快速，低成本的要求。目前，已有一些碳纖維材料，滿足低成本的要求，樹脂材料的快速制造和配套技術(shù)。并且，為快速制造一套數(shù)字化，智能化的技術(shù)和設(shè)備，確保汽車復合材料零部件的快速和準確的制造。雖然國內(nèi)相關(guān)材料也在研發(fā)中，但尚未形成標準并實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。
（4）設(shè)計開發(fā)和測試技術(shù)落后，容量不足。目前，復合材料的設(shè)計軟件來自國外，其中包括復合材料的設(shè)計，工藝模擬和力學性能分析。由于對汽車復合材料的研究，不需要材料和技術(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)計，分析和模擬。結(jié)構(gòu)損壞模式和失效準則難以確定。缺乏結(jié)構(gòu)測試方法，標準和測試設(shè)備。
（5）復合材料修復技術(shù)尚未得到充分研究。需要進一步推廣基于增值稅技術(shù)的維修材料和維修技術(shù)。
（6）回收技術(shù)尚不成熟，未形成完整的復合材料回收產(chǎn)業(yè)鏈。有必要盡快開展碳纖維復合材料回收技術(shù)的研究和開發(fā)。
國內(nèi)汽車復合材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 高性能復合材料在汽車中實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，首先需要設(shè)計和構(gòu)建基于批量生產(chǎn)的復合材料汽車零部件制造系統(tǒng)解決方案。目前，無論是汽車OEM，汽車零部件企業(yè)，還是復合零件制造企業(yè)，都不能以大規(guī)模生產(chǎn)和低成本制造系統(tǒng)解決方案為基礎(chǔ)。構(gòu)建解決方案需要以下關(guān)鍵技術(shù)：材料，設(shè)計，制造集成產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)，低成本，快速固化材料（或低成本材料）技術(shù);低成本，自動連續(xù)集成制造工藝技術(shù);產(chǎn)品（或組件級）關(guān)鍵性能測試技術(shù);配套維修材料和維修技術(shù);復合材料回收和再循環(huán)技術(shù)。
國內(nèi)碳纖維復合材料在汽車制造業(yè)剛剛起步，也處于技術(shù)探索和積累的早期階段。因此，碳纖維復合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用不僅是必要的，而且也越來越迫切。從推廣新材料和其他戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，國家對汽車工業(yè)和碳纖維材料工業(yè)的指導也具有更為深遠的意義。碳纖維復合材料 - 這個產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用涉及許多學科，許多領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學技術(shù)問題，具有交叉性強的特點，向國家開展全面的頂層設(shè)計，分類管理，組織組合，集智能研究，Co建筑車輛企業(yè) - 碳纖維原料 - 復合材料制造企業(yè)的一系列關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了批量生產(chǎn)復合材料汽車零部件制造系統(tǒng)的解決方案。逐步認識到汽車行業(yè)對于復合材料不會從會議中使用，從簡單到使用都有很好的改變。
碳纖維裁切要求很高，不僅要很高的精度，也要保證高效率，經(jīng)緯碳纖維復合材料切割機可以完全滿足裁切需求，是您的理想選擇，了解設(shè)備詳細信息，請聯(lián)系我們。 
