Miért válik egyre népszerűbbé a szénszál az autóiparban?

A szénszál (CF) egy új típusú rostanyag, nagy szilárdsággal és magas, 95% feletti szén-modulussal. A szál tengelyirányában halmozott pelyhes grafit mikrokristályokból és más szerves szálakból áll, amelyeket mikrokristályos tintaanyagok karbonizálásával és grafitosításával nyernek. A szénszál egy új anyag, kiváló mechanikai tulajdonságokkal. Aránya kevesebb, mint 1/4-e az acélénak. A szénszálas gyanta kompozit szakítószilárdsága általában meghaladja a 3500 Mpa-t, ami 7-9-szerese az acélnak. De a szénszálas anyag csak a szál tengelyiránya mentén mutat nagyon nagy szilárdságot, ütésállósága gyenge és könnyen sérülhet, ezért a szerkezeti elemek gyártása gyakran kihasználja szakítófény-előnyét, és elkerüli a csapágyoldali ütközési részt.

A rövidszálú szénszálaktól a hosszúszálú szénszálakig terjedő tudományos kutatással a fűtőanyagok előállításához szénszálat használó technológia és termékek fokozatosan megjelentek a katonai és polgári területeken. Az autóipari szénszálas kompozitok használhatók gépjárművek hajtótengelyeiként, lemezrugókként, keretekként és fékbetétként. Jelenleg az acél anyagok teszik ki a karosszéria súlyának körülbelül 3/4-ét. Ha egy autó minden acél alkatrészét szénszálas kompozit anyagokra cserélnék, akkor a karosszéria tömege 300 kg-mal csökkenne, az üzemanyag-hatékonyság 36%-kal javulna, a szén-dioxid-kibocsátás pedig 17%-kal csökkenne.

1. Gépkocsi karosszéria és alváz alkalmazása, mivel a szénszál erősítésű polimer mátrix kompozit anyag megfelelő szilárdsággal és merevséggel rendelkezik, ez a legkönnyebb anyag a főbb szerkezeti részek, például autókarosszéria és alváz gyártásához. A becslések szerint SZÉNSZÁLOS KOMPOZIT ANYAGOK ALKALMAZÁSA 40%-60%-kal CSÖKKENTI AZ GÉPJÁRMŰ karosszériájának és alvázának TÖMEGÉT, ami az acélszerkezet tömegének 1/3-1/6-ának felel meg. A szokásos versenyautó karosszéria és a részben módosított karosszéria mind erre a célra készült, a vizuális effektusok pedig kiválóak és nagyon menők.

2. A fékbetétek alkalmazása a szénszálas fékbetéteket környezetvédő és kopásálló tulajdonságai miatt a fékbetétekre is alkalmazza, de a szénszálas kompozit anyagokat tartalmazó termékek a magas oldalon vannak, így ezt a fajta fékbetétet elsősorban a kiváló minőségű autók. A szénszálas féktárcsákat széles körben használják versenyautókban, például az F1-es autókban. 50 m távolságban 300 km/h-ról 50 km/h-ra tudja csökkenteni az autó sebességét, ekkor a féktárcsa hőmérséklete több mint 900 ℃-ra emelkedik, a féktárcsa pedig pirosra vált, mert sok hőenergiát vesz fel. A szénszálas féktárcsák akár 2500 °C-os hőmérsékletet is ellenállnak, és kiváló fékstabilitást biztosítanak.

3, a kerékagy alkalmazása, a kerékagy-gyártó szakértők Németországban elindították a keréksorozatot, 2 darabos kialakítást alkalmazva, a külső gyűrű szénszálas anyagból készült, a belső agy pedig könnyű ötvözetből készült, rozsdamentes acél csavarokkal, összehasonlítva a a keréktömeg általános mérete körülbelül 40%-kal kisebb. Egy 20 hüvelykes agy például 6 kg-ot nyom, míg egy tipikus agy körülbelül 18 kg-ot. A brit Kahm által CFRP felhasználásával gyártott RX-X típusú speciális autós kerék tömege mindössze 6 kg, amely nagy sebességgel képes futni, és minimálisra csökkenti a kerék radiális tehetetlenségi erejét. A DYMAG által az Egyesült Királyságban kifejlesztett világ legkönnyebb szénszálas/magnézium kereke két részből áll, egy szénszálas kerékhálóból és egy magnézium féktárcsából, amelyeket speciális titán bevonatú hardver köt össze.

4, az autó hajtótengelyének erőkifejtése bonyolultabb, különösen nagy nyomatékot kell viselnie, teljes mértékben figyelembe véve a szénszál erősítésű kompozit anyag anizotrópiáját, nagy szilárdságát és viszonylag alacsony jellemzőinek modulusát, így szénszálat használnak. megerősített kompozit erőátviteli tengely a fémtermékek helyettesítésére, megfelel a használati követelménynek. A szénszálas hajtótengely nemcsak a tömeget csökkenti 60%-kal, hanem jobb a fáradtságállósága és tartóssága is.

Mindaddig, amíg a szénszál alkalmazása az autókban az autó könnyű súlyának elérése és az autók merev keresletének kielégítése, nemcsak az energiatakarékosság és a kibocsátáscsökkentés globális keresletét tudja kielégíteni, hanem az üzemanyag-megtakarítás problémáját is. a Volkswagenhez kapcsolódik.

#CFRP #szénszálaslemez #szénszálaslemez #szénszálas