Zašto karbonska vlakna postaju sve popularnija u automobilskoj industriji?

karbonska vlakna (CF) nova su vrsta vlaknastog materijala visoke čvrstoće i visokog modula sadržaja ugljika iznad 95%. Sastoji se od ljuskastih grafitnih mikrokristala i drugih organskih vlakana naslaganih uzduž aksijalnog smjera vlakana i dobivenih karbonizacijom i grafitizacijom materijala mikrokristalne tinte. Karbonska vlakna novi su materijal izvrsnih mehaničkih svojstava. Njegov udio manji je od 1/4 udjela čelika. Vlačna čvrstoća kompozita od ugljičnih vlakana općenito je iznad 3500Mpa, što je 7 do 9 puta više od čelika. Ali materijal od ugljičnih vlakana samo uzduž smjera osi vlakana pokazuje vrlo visoku čvrstoću, njegova otpornost na udarce je slaba i lako se ošteti, tako da proizvodnja strukturnih komponenti često koristi svoju vlačnu svjetlosnu prednost i izbjegava bočni dio ležaja.

S akademskim istraživanjem od karbonskih vlakana kratkih vlakana do karbonskih vlakana dugih vlakana, tehnologija i proizvodi koji koriste karbonska vlakna za izradu materijala za grijanje postupno su ušli u vojna i civilna polja. Kompoziti od karbonskih vlakana za automobile mogu se koristiti kao pogonske osovine, pločaste opruge, okviri i kočione pločice za automobile. Trenutačno čelični materijali čine oko 3/4 težine karoserije automobila. Kad bi se svi čelični dijelovi automobila zamijenili kompozitnim materijalima od ugljičnih vlakana, težina karoserije automobila smanjila bi se za 300 kg, učinkovitost goriva poboljšala bi se za 36%, a emisija ugljičnog dioksida smanjila bi se za 17%.

1. Primjena automobilske karoserije i šasije, budući da kompozitni materijal polimerne matrice ojačan ugljičnim vlaknima ima dovoljnu čvrstoću i krutost, to je najlakši materijal za proizvodnju glavnih strukturnih dijelova kao što su karoserije i šasije automobila. PROCIJENJENO JE DA PRIMJENA KOMPOZITNOG MATERIJALA OD UGLJIČNIH VLAKANA MOŽE SMANJITI MASU AUTOMOBILSKE karoserije i šasije za 40% ~ 60%, što je ekvivalentno 1/3 ~ 1/6 mase čelične konstrukcije. Uobičajena karoserija trkaćeg automobila i djelomično modificirana karoserija automobila služe za tu svrhu, a vizualni efekti su izvrsni i vrlo cool.

2. Primjena kočionih pločica, karbonska vlakna se također primjenjuju na kočione pločice zbog zaštite okoliša i otpornosti na habanje, ali proizvodi koji sadrže kompozitne materijale od ugljičnih vlakana su na visokoj strani, tako da se ova vrsta kočione pločice uglavnom koristi u automobili visoke kvalitete. Kočioni diskovi od ugljičnih vlakana naširoko se koriste u trkaćim automobilima, poput F1 automobila. Može smanjiti brzinu automobila od 300 km/h do 50 km/h na udaljenosti od 50 m, pri čemu će temperatura kočionog diska porasti na više od 900 ℃, a kočioni disk će pocrvenjeti jer apsorbira mnogo toplinske energije. Kočioni diskovi od karbonskih vlakana mogu izdržati temperature do 2 500 °C i pružaju izvrsnu stabilnost pri kočenju.

3, primjena glavčine kotača, stručnjaci za proizvodnju glavčine kotača u Njemačkoj pokrenuli su seriju kotača, usvajajući dizajn od 2 komada, vanjski prsten izrađen je od materijala od karbonskih vlakana, a unutarnja glavčina je lagana legura, s vijcima od nehrđajućeg čelika, u usporedbi s opća veličina mase kotača je oko 40% manja. Hub od 20 inča, na primjer, teži 6 kg, dok tipični hub teži oko 18 kg. Napredni specijalni automobilski kotač tipa RX-X koji je izradio Kahm iz Britanije koristeći CFRP ima masu od samo 6 kg, može se kretati velikom brzinom i minimizirati radijalnu inercijsku silu kotača. Razvijen od strane DYMAG-a u Velikoj Britaniji, najlakši kotač od ugljičnih vlakana/magnezija na svijetu sastoji se od dva dijela, mreže kotača od ugljičnih vlakana i kočionog diska od magnezija, povezanih posebnim hardverom obloženim titanom.

4, primjena sile pogonske osovine pogonske osovine automobila je složenija, posebno mora nositi veliki okretni moment, pri čemu se u potpunosti uzima u obzir anizotropija kompozitnog materijala ojačanog ugljičnim vlaknima, visoka čvrstoća i relativno niski modul modula, stoga se koriste ugljična vlakna ojačana kompozitna prijenosna osovina za zamjenu metalnih proizvoda, ispunjava uvjete korištenja. Pogonsko vratilo od ugljičnih vlakana ne samo da smanjuje težinu za 60%, već također ima bolju otpornost na zamor i izdržljivost.

Sve dok primjena karbonskih vlakana u automobilu ima za cilj postizanje male težine automobila i zadovoljavanje stroge potražnje automobila, ne samo da može zadovoljiti globalnu potražnju za uštedom energije i smanjenjem emisija, već i riješiti problem uštede goriva vezano za Volkswagen.

#CFRP #ugljičnavlaknaploča #ugljičnavlaknaploča #ugljičnavlakna