Чому вуглецеве волокно стає все більш популярним в автомобільній промисловості?

вуглецеве волокно (CF) - це новий тип волокнистого матеріалу з високою міцністю та високим модулем вмісту вуглецю понад 95%. Він складається з мікрокристалів лускатого графіту та інших органічних волокон, складених уздовж осьового напрямку волокна та отриманих шляхом карбонізації та графітизації мікрокристалічних чорнильних матеріалів. Вуглецеве волокно - новий матеріал з чудовими механічними властивостями. Його частка становить менше 1/4 частки сталі. Міцність на розрив композиту з вуглецевого волокна зазвичай перевищує 3500 МПа, що в 7-9 разів більше, ніж у сталі. Але матеріал з вуглецевого волокна лише вздовж напрямку осі волокна демонструє дуже високу міцність, його стійкість до ударів є поганою та її легко пошкодити, тому при виготовленні структурних компонентів часто використовується його перевага при розтягуванні світла та уникнення частини бічного удару підшипника.

Завдяки академічним дослідженням від вуглецевого волокна з коротким волокном до вуглецевого волокна з довгим волокном, технологія та продукти, які використовують вуглецеве волокно для виготовлення нагрівальних матеріалів, поступово увійшли у військову та цивільну сфери. Автомобільні композити з вуглецевого волокна можна використовувати як приводні вали автомобілів, пластинчасті пружини, рами та гальмівні колодки. В даний час на сталеві матеріали припадає близько 3/4 ваги кузова автомобіля. Якби всі сталеві деталі автомобіля були замінені композитними матеріалами з вуглецевого волокна, вага кузова автомобіля зменшилася б на 300 кг, економія палива підвищилася б на 36%, а викиди вуглекислого газу скоротилися б на 17%.

1. Застосування кузова та шасі автомобіля, оскільки композитний матеріал з полімерною матрицею, армований вуглецевим волокном, має достатню міцність і жорсткість, це найлегший матеріал для виготовлення основних структурних частин, таких як кузови та шасі автомобілів. ОЦІНЧЕНО, ЩО ЗАСТОСУВАННЯ КОМПОЗИТНОГО МАТЕРІАЛУ З ВУГЛЕВОГО ВОЛОКНА МОЖЕ ЗМЕНШИТИ МАСУ КУЗОВА АВТОМОБІЛЯ та шасі на 40% ~ 60%, що еквівалентно 1/3 ~ 1/6 маси сталевої конструкції. Звичайний кузов гоночного автомобіля та частково модифікований кузов автомобіля призначені для цієї мети, а візуальні ефекти чудові та дуже класні.

2. Застосування гальмівних колодок, вуглецеве волокно також застосовується до гальмівних колодок через його захист навколишнього середовища та зносостійкість, але продукти, що містять композитні матеріали з вуглецевого волокна, є на високому боці, тому цей тип гальмівних колодок в основному використовується в високоякісні автомобілі. Гальмівні диски з вуглецевого волокна широко використовуються в гоночних автомобілях, таких як машини Формули-1. Він може знизити швидкість автомобіля з 300 км/год до 50 км/год на відстані 50 м, у цей час температура гальмівного диска підвищиться до понад 900 ℃, і гальмівний диск стане червоним, тому що він поглинає багато теплової енергії. Гальмівні диски з вуглецевого волокна витримують температуру до 2500 °C і забезпечують відмінну гальмівну стабільність.

3, застосування втулки колеса, експерти з виробництва втулки колеса в Німеччині запустили серію коліс, прийнявши конструкцію з 2 частин, зовнішнє кільце виготовлене з матеріалу з вуглецевого волокна, а внутрішня втулка - це легкий сплав, з гвинтами з нержавіючої сталі, порівняно з загальний розмір маси колеса приблизно на 40% менший. Наприклад, 20-дюймовий хаб важить 6 кг, тоді як звичайний хаб важить близько 18 кг. Удосконалене автомобільне спеціальне колесо типу RX-X, виготовлене Kahm з Британії з використанням CFRP, має масу лише 6 кг, яке може рухатися на високій швидкості та мінімізувати радіальну силу інерції колеса. Розроблене компанією DYMAG у Великобританії, найлегше в світі колесо з вуглецевого волокна/магнію складається з двох частин: сітки з вуглецевого волокна та магнієвого гальмівного диска, з’єднаних спеціальним титановим покриттям.

4, застосування сили карданного валу автомобільного карданного валу є більш складним, особливо має мати великий крутний момент, повністю враховуючи анізотропію композитного матеріалу, армованого вуглецевим волокном, високу міцність і модуль відносно низьких характеристик, таким чином використовуючи вуглецеве волокно посилений композитний трансмісійний вал для заміни металевих виробів, відповідає вимогам використання. Привідний вал з вуглецевого волокна не тільки зменшує вагу на 60%, але також має кращу стійкість до втоми та довговічність.

Поки застосування вуглецевого волокна в автомобілях має на меті досягти легкої ваги автомобіля та задовольнити жорсткий попит на автомобіль, це може не лише задовольнити глобальний попит на енергозбереження та скорочення викидів, але й вирішити проблему економії палива. пов'язані з Volkswagen.

#CFRP #carbonfiberplate #carbonfiberplate #carbonfiber