Per què la fibra de carboni és cada cop més popular a la indústria de l'automòbil?

La fibra de carboni (CF) és un nou tipus de material de fibra amb alta resistència i un alt mòdul de contingut de carboni per sobre del 95%. Es compon de microcristalls de grafit en escates i altres fibres orgàniques apilades al llarg de la direcció axial de la fibra i obtingudes per carbonització i grafitització de materials de tinta microcristal·lina. La fibra de carboni és un material nou amb excel·lents propietats mecàniques. La seva proporció és inferior a 1/4 de la de l'acer. La resistència a la tracció del compost de resina de fibra de carboni és generalment superior a 3500Mpa, que és de 7 a 9 vegades la de l'acer. Però el material de fibra de carboni només al llarg de la direcció de l'eix de la fibra mostra una resistència molt alta, la seva resistència a l'impacte és pobra i fàcil de danyar, de manera que la fabricació de components estructurals sovint utilitza el seu avantatge de llum de tracció i evita la peça d'impacte lateral.

Amb la investigació acadèmica des de la fibra de carboni de fibra curta fins a la fibra de carboni de fibra llarga, la tecnologia i els productes que utilitzen fibra de carboni per fabricar materials de calefacció han entrat gradualment als camps militar i civil. Els compostos de fibra de carboni per a automòbils es poden utilitzar com a eixos de transmissió d'automòbils, ressorts de placa, marcs i pastilles de fre. Actualment, els materials d'acer representen aproximadament 3/4 del pes de la carrosseria d'un cotxe. Si totes les peces d'acer d'un cotxe fossin substituïdes per materials compostos de fibra de carboni, el pes de la carrosseria es reduiria en 300 kg, l'eficiència del combustible es milloraria un 36% i les emissions de diòxid de carboni es reduirien un 17%.

1. Aplicació de la carrosseria i el xassís de l'automòbil, ja que el material compost de matriu de polímer reforçat amb fibra de carboni té suficient resistència i rigidesa, és el material més lleuger per a la fabricació de peces estructurals importants com ara carrosseries i xassís d'automòbil. S'estima que l'aplicació del material compost de fibra de carboni pot reduir la massa de la carrosseria i el xassís de l'automòbil en un 40% ~ 60%, que equival a 1/3 ~ 1/6 de la massa de l'estructura d'acer. La carrosseria habitual del cotxe de carreres i la carrosseria del cotxe parcialment modificada són per a aquest propòsit, i els efectes visuals són excel·lents i molt divertits.

2. L'aplicació de pastilles de fre, la fibra de carboni també s'aplica a les pastilles de fre per la seva protecció ambiental i les seves característiques de resistència al desgast, però els productes que contenen materials compostos de fibra de carboni es troben a la part alta, de manera que aquest tipus de pastilles de fre s'utilitza principalment en cotxes d'alta qualitat. Els discos de fre de fibra de carboni s'utilitzen àmpliament en cotxes de carreres, com ara els cotxes de F1. Pot reduir la velocitat del cotxe de 300 km/h a 50 km/h a una distància de 50 m, moment en què la temperatura del disc de fre augmentarà a més de 900 ℃ i el disc de fre es tornarà vermell perquè absorbeix molta energia tèrmica. Els discos de fre de fibra de carboni poden suportar temperatures de fins a 2.500 °C i proporcionen una excel·lent estabilitat de frenada.

3, l'aplicació de cubs de roda, experts en fabricació de cubs de roda a Alemanya van llançar la sèrie de rodes, adoptant un disseny de 2 peces, l'anell exterior està fet de material de fibra de carboni i el cub interior és un aliatge lleuger, amb cargols d'acer inoxidable, en comparació amb la mida general de la massa de la roda és aproximadament un 40% menor. Un hub de 20 polzades, per exemple, pesa 6 kg, mentre que un cub típic pesa uns 18 kg. La roda especial d'automòbil avançada tipus RX-X fabricada per Kahm de Gran Bretanya utilitzant CFRP té una massa de només 6 kg, que pot córrer a gran velocitat i minimitzar la força d'inèrcia radial de la roda. Desenvolupada per DYMAG al Regne Unit, la roda de fibra de carboni/magnesi més lleugera del món consta de dues parts, una malla de roda de fibra de carboni i un disc de fre de magnesi, connectats per un maquinari especial revestit de titani.

4, l'aplicació de la força de l'eix de transmissió de l'automòbil és més complexa, especialment ha de suportar un gran parell, tenint en compte plenament l'anisotropia del material compost reforçat amb fibra de carboni, alta resistència i mòdul de les característiques relativament baixes, utilitzant així fibra de carboni. eix de transmissió compost reforçat per substituir productes metàl·lics, complir amb els requisits d'ús. L'eix de transmissió de fibra de carboni no només redueix el pes en un 60%, sinó que també té una millor resistència a la fatiga i durabilitat.

Sempre que l'aplicació de la fibra de carboni a l'automòbil sigui per aconseguir el pes lleuger de l'automòbil i satisfer la rígida demanda de l'automòbil, no només pot satisfer la demanda global d'estalvi d'energia i reducció d'emissions, sinó també el problema de l'estalvi de combustible. relacionat amb el Volkswagen.

#CFRP #carbonfiberplate #carbonfiberplate #carbonfiber