Pourquoi la fibre de carbone devient de plus en plus populaire dans l'industrie automobile ?

la fibre de carbone (CF) est un nouveau type de matériau fibreux à haute résistance et à haut module de teneur en carbone supérieur à 95%. Il est composé de microcristaux de graphite en flocons et d'autres fibres organiques empilés le long de la direction axiale de la fibre et obtenus par carbonisation et graphitisation de matériaux d'encre microcristallins. La fibre de carbone est un nouveau matériau aux excellentes propriétés mécaniques. Sa proportion est inférieure à 1/4 de celle de l'acier. La résistance à la traction du composite de résine de fibre de carbone est généralement supérieure à 3500 MPa, soit 7 à 9 fois celle de l'acier. Mais le matériau en fibre de carbone uniquement le long de la direction de l'axe de la fibre présente une résistance très élevée, sa résistance aux chocs est faible et facile à endommager, de sorte que la fabrication de composants structurels utilise souvent son avantage léger en traction et évite les pièces d'impact latérales.

Avec la recherche universitaire allant de la fibre de carbone à fibres courtes à la fibre de carbone à fibres longues, la technologie et les produits utilisant la fibre de carbone pour fabriquer des matériaux de chauffage sont progressivement entrés dans les domaines militaire et civil. Les composites automobiles en fibre de carbone peuvent être utilisés comme arbres de transmission automobiles, ressorts à lames, cadres et plaquettes de frein. À l'heure actuelle, les matériaux en acier représentent environ les 3/4 du poids d'une carrosserie de voiture. Si toutes les pièces en acier d'une voiture étaient remplacées par des matériaux composites en fibre de carbone, le poids de la carrosserie serait réduit de 300 kg, le rendement énergétique serait amélioré de 36 % et les émissions de dioxyde de carbone seraient réduites de 17 %.

1. Application de carrosserie et de châssis d'automobile, car le matériau composite à matrice polymère renforcé de fibres de carbone a une résistance et une rigidité suffisantes, c'est le matériau le plus léger pour la fabrication de pièces structurelles majeures telles que les carrosseries et les châssis d'automobiles. IL EST ESTIMÉ QUE L'APPLICATION DE MATÉRIAU COMPOSITE EN FIBRE DE CARBONE PEUT RÉDUIRE LA MASSE DE LA CARROSSERIE ET ​​DU Châssis AUTOMOBILE DE 40 % ~ 60 %, ce qui équivaut à 1/3 ~ 1/6 de LA masse de la structure en acier. La carrosserie de voiture de course habituelle et la carrosserie de voiture partiellement modifiée sont toutes à cet effet, et les effets visuels sont excellents et très cool.

2. L'application de plaquettes de frein, la fibre de carbone est également appliquée aux plaquettes de frein en raison de ses caractéristiques de protection de l'environnement et de résistance à l'usure, mais les produits contenant des matériaux composites en fibre de carbone sont plutôt élevés, donc ce type de plaquette de frein est principalement utilisé dans voitures haut de gamme. Les disques de frein en fibre de carbone sont largement utilisés dans les voitures de course, telles que les voitures de F1. Il peut réduire la vitesse de la voiture de 300 km/h à 50 km/h à une distance de 50 m, moment auquel la température du disque de frein montera à plus de 900 ℃, et le disque de frein deviendra rouge car il absorbe beaucoup d'énergie thermique. Les disques de frein en fibre de carbone peuvent résister à des températures allant jusqu'à 2 500 °C et offrent une excellente stabilité de freinage.

3, l'application du moyeu de roue, les experts en fabrication de moyeux de roue en Allemagne ont lancé la série de roues, adoptant une conception en 2 pièces, la bague extérieure est en fibre de carbone et le moyeu intérieur est un alliage léger, avec des vis en acier inoxydable, par rapport à la taille générale de la masse de la roue est inférieure d'environ 40 %. Un moyeu de 20 pouces, par exemple, pèse 6 kg, alors qu'un moyeu typique pèse environ 18 kg. La roue spéciale automobile avancée de type RX-X fabriquée par Kahm de Grande-Bretagne à l'aide de CFRP a une masse de seulement 6 kg, qui peut fonctionner à grande vitesse et minimiser la force d'inertie radiale de la roue. Développée par DYMAG au Royaume-Uni, la roue en fibre de carbone/magnésium la plus légère au monde se compose de deux parties, un treillis de roue en fibre de carbone et un disque de frein en magnésium, reliés par du matériel spécial plaqué titane.

4, l'application de la force de l'arbre d'entraînement de l'arbre d'entraînement de l'automobile est plus complexe, en particulier doit supporter un couple important, en tenant pleinement compte de l'anisotropie du matériau composite renforcé de fibres de carbone, de la haute résistance et du module des caractéristiques relativement faibles, utilisant ainsi la fibre de carbone arbre de transmission composite renforcé pour remplacer les produits métalliques, répondre aux exigences d'utilisation. L'arbre de transmission en fibre de carbone réduit non seulement le poids de 60 %, mais offre également une meilleure résistance à la fatigue et une meilleure durabilité.

Tant que l'application de la fibre de carbone dans l'automobile vise à atteindre la légèreté de l'automobile et à répondre à la demande rigide de l'automobile, elle peut non seulement répondre à la demande mondiale d'économie d'énergie et de réduction des émissions, mais également répondre au problème d'économie de carburant. lié à la Volkswagen.

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