¿Por qué la fibra de carbono es cada vez más popular en la industria automotriz?

La fibra de carbono (CF) es un nuevo tipo de material de fibra con alta resistencia y un alto módulo de contenido de carbono por encima del 95%. Está compuesto por microcristales de grafito en escamas y otras fibras orgánicas apiladas a lo largo de la dirección axial de la fibra y obtenido por carbonización y grafitización de materiales de tinta microcristalinos. La fibra de carbono es un nuevo material con excelentes propiedades mecánicas. Su proporción es inferior a 1/4 de la del acero. La resistencia a la tracción del compuesto de resina de fibra de carbono es generalmente superior a 3500Mpa, que es 7~9 veces mayor que la del acero. Pero el material de fibra de carbono solo a lo largo de la dirección del eje de la fibra muestra una resistencia muy alta, su resistencia al impacto es pobre y fácil de dañar, por lo que la fabricación de componentes estructurales a menudo utiliza su ventaja de luz de tracción y evita la parte de impacto lateral.

Con la investigación académica de fibra de carbono de fibra corta a fibra de carbono de fibra larga, la tecnología y los productos que utilizan fibra de carbono para fabricar materiales de calefacción han entrado gradualmente en los campos militar y civil. Los compuestos de fibra de carbono para automóviles se pueden usar como ejes de transmisión, resortes de placa, marcos y pastillas de freno para automóviles. En la actualidad, los materiales de acero representan aproximadamente 3/4 del peso de la carrocería de un automóvil. Si todas las partes de acero de un automóvil fueran reemplazadas por materiales compuestos de fibra de carbono, el peso de la carrocería del automóvil se reduciría en 300 kg, la eficiencia del combustible mejoraría en un 36 % y las emisiones de dióxido de carbono se reducirían en un 17 %.

1. Aplicación de carrocerías y chasis de automóviles, debido a que el material compuesto de matriz de polímero reforzado con fibra de carbono tiene suficiente resistencia y rigidez, es el material más liviano para la fabricación de piezas estructurales importantes, como carrocerías y chasis de automóviles. SE ESTIMA QUE LA APLICACIÓN DE MATERIAL COMPUESTO DE FIBRA DE CARBONO PUEDE REDUCIR LA MASA DE LA CARROCERÍA Y EL CHASIS DEL AUTOMÓVIL en un 40% ~ 60%, lo que equivale a 1/3 ~ 1/6 de LA masa de la estructura de acero. La carrocería habitual del coche de carreras y la carrocería del coche parcialmente modificada tienen este propósito, y los efectos visuales son excelentes y muy interesantes.

2. La aplicación de pastillas de freno, la fibra de carbono también se aplica a las pastillas de freno debido a su protección ambiental y características de resistencia al desgaste, pero los productos que contienen materiales compuestos de fibra de carbono están en el lado alto, por lo que este tipo de pastilla de freno se utiliza principalmente en coches de alta calidad. Los discos de freno de fibra de carbono se utilizan mucho en los coches de carreras, como los de F1. Puede reducir la velocidad del automóvil de 300 km/h a 50 km/h a una distancia de 50 m, momento en el cual la temperatura del disco de freno aumentará a más de 900 ℃ y el disco de freno se volverá rojo porque absorbe mucha energía térmica. Los discos de freno de fibra de carbono pueden soportar temperaturas de hasta 2 500 °C y proporcionan una excelente estabilidad de frenado.

3, la aplicación del cubo de rueda, los expertos en fabricación de cubos de rueda en Alemania lanzaron la serie de ruedas, adoptando un diseño de 2 piezas, el anillo exterior está hecho de material de fibra de carbono y el cubo interior es una aleación liviana, con tornillos de acero inoxidable, en comparación con el tamaño general de la masa de la rueda es aproximadamente un 40% menor. Un cubo de 20 pulgadas, por ejemplo, pesa 6 kg, mientras que un cubo típico pesa alrededor de 18 kg. La rueda especial de automóvil avanzado tipo RX-X fabricada por Kahm de Gran Bretaña que utiliza CFRP tiene una masa de solo 6 kg, que puede funcionar a alta velocidad y minimizar la fuerza de inercia radial de la rueda. Desarrollada por DYMAG en el Reino Unido, la rueda de fibra de carbono/magnesio más liviana del mundo consta de dos partes, una malla de rueda de fibra de carbono y un disco de freno de magnesio, conectados por herrajes especiales revestidos de titanio.

4, la aplicación de la fuerza del eje de transmisión del automóvil es más compleja, especialmente debe soportar un gran par, teniendo plenamente en cuenta la anisotropía del material compuesto reforzado con fibra de carbono, la alta resistencia y el módulo de las características de relativamente bajo, por lo tanto utilizando fibra de carbono Eje de transmisión compuesto reforzado para reemplazar productos metálicos, cumplir con el requisito de uso. El eje de transmisión de fibra de carbono no solo reduce el peso en un 60%, sino que también tiene una mejor resistencia a la fatiga y durabilidad.

Siempre que la aplicación de fibra de carbono en el automóvil sea para lograr el peso ligero del automóvil y satisfacer la demanda rígida del automóvil, no solo puede satisfacer la demanda mundial de ahorro de energía y reducción de emisiones, sino también resolver el problema del ahorro de combustible. relacionado con Volkswagen.

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