汽车复合材料的历史和现状
汽车新型材料
![汽车新型材料](https://img.taocdn.com/s3/m/3361e987db38376baf1ffc4ffe4733687e21fc1d.png)
汽车新型材料随着汽车工业的发展,对汽车材料的要求也越来越高。
传统的金属材料在汽车制造中占据主导地位,但随着科技的进步,新型材料的应用逐渐成为汽车制造的新趋势。
新型材料的应用不仅可以减轻汽车自身重量,提高燃油效率,还可以提高汽车的安全性能和舒适性。
本文将介绍几种目前在汽车制造中逐渐得到应用的新型材料。
首先,碳纤维复合材料是一种重量轻、强度高的新型材料,被广泛应用于汽车制造中。
它的密度只有钢铁的四分之一,却具有更高的强度和刚度,因此可以大幅减轻汽车的自重。
同时,碳纤维复合材料还具有优异的抗腐蚀性能和疲劳寿命,能够有效延长汽车的使用寿命。
目前,越来越多的汽车制造商开始将碳纤维复合材料应用于汽车车身、底盘等部位,以提高汽车的整体性能。
其次,铝合金材料也是一种被广泛应用于汽车制造的新型材料。
相比于传统的钢铁材料,铝合金材料具有更轻的重量和更高的强度,能够有效减轻汽车的自重,提高燃油效率。
此外,铝合金材料还具有良好的导热性能和抗腐蚀性能,能够提高汽车的散热效果和延长使用寿命。
目前,许多汽车制造商已经开始将铝合金材料应用于汽车发动机、车轮等部位,以提高汽车的整体性能和经济性。
另外,塑料复合材料也是一种在汽车制造中得到广泛应用的新型材料。
塑料复合材料具有重量轻、成型性好、抗腐蚀等优点,能够有效减轻汽车的自重,提高燃油效率。
与此同时,塑料复合材料还具有良好的吸音性能和冲击吸能性能,能够提高汽车的舒适性和安全性。
目前,许多汽车制造商已经开始将塑料复合材料应用于汽车车身、内饰等部位,以提高汽车的整体性能和舒适性。
综上所述,新型材料的应用已经成为汽车制造的新趋势。
碳纤维复合材料、铝合金材料和塑料复合材料等新型材料的应用,不仅可以减轻汽车的自重,提高燃油效率,还可以提高汽车的安全性能和舒适性。
随着科技的不断进步,相信新型材料在汽车制造中的应用将会越来越广泛,为汽车工业的发展带来新的动力和活力。
汽车车身材料的发展趋势
![汽车车身材料的发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/141443e5dc3383c4bb4cf7ec4afe04a1b071b093.png)
汽车车身材料的发展趋势随着科技的不断进步和人们的需求不断变化,汽车车身材料也在不断发展和改进。
从最早的钢铁车身到现在的复合材料,汽车车身材料在轻量化、安全性和环保性方面有了巨大的进步。
本文将从这几个方面探讨汽车车身材料的发展趋势。
一、轻量化是汽车车身材料的发展方向之一。
轻量化能够减少汽车的重量,降低能耗,提高燃油经济性。
传统的钢铁材料在车身上占据了很大的比例,但其密度较高,重量较大。
为了实现轻量化,汽车制造商开始探索使用新型材料,如高强度钢、铝合金和碳纤维等。
高强度钢具有优异的强度和韧性,可以减少车身重量并提高碰撞安全性。
铝合金具有较低的密度和良好的成形性能,能够有效减轻车身重量。
碳纤维是一种轻质高强度的材料,具有优异的抗拉强度和刚度,但成本较高,限制了其在大规模生产中的应用。
二、安全性是汽车车身材料发展的另一个重要方向。
汽车车身在碰撞事故中起到保护车内乘员的作用。
传统的钢铁材料在碰撞时具有较好的塑性变形能力,但也存在一定的局限性。
为了提高车身的安全性,汽车制造商开始研发新型材料和结构设计。
高强度钢具有更好的抗撞性能,能够吸收和分散碰撞能量,提高车身的刚度。
同时,汽车制造商还采用了复合材料和蜂窝结构等新技术,提高车身的强度和刚度,进一步提高了车身的安全性能。
三、环保性是汽车车身材料发展的另一个重要方向。
随着人们对环境保护意识的增强,汽车制造商开始关注汽车的环保性能。
传统的钢铁材料在生产和回收过程中会产生大量的二氧化碳和废弃物,对环境造成一定的影响。
为了减少环境污染,汽车制造商开始使用可回收和可循环利用的材料,如铝合金和碳纤维等。
铝合金具有良好的回收性能,可以减少能源和资源的消耗。
碳纤维具有较长的使用寿命和较低的环境影响,是一种环保的材料。
汽车车身材料的发展趋势主要包括轻量化、安全性和环保性。
轻量化能够减少汽车的重量,提高燃油经济性;安全性能能够保护车内乘员的安全;环保性能能够减少对环境的污染。
随着科技的不断进步和人们对汽车的需求不断变化,相信未来汽车车身材料会继续发展和改进,为人们带来更加安全、环保和高效的出行方式。
复合材料在汽车上的应用
![复合材料在汽车上的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/e0cafb230a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79cec.png)
复合材料在汽车上的应用随着汽车工业的发展,复合材料在汽车上的应用越来越广泛。
相比传统的金属材料,复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳、噪音低、耐高温等优异性能,因此受到了广泛的关注和应用。
前段大量使用的复合材料之一是碳纤维复合材料。
这种材料具有高强度、低密度、耐高温、耐腐蚀等优点,可制成车身、座椅、悬挂系统等零部件,以减轻汽车重量,提高燃油经济性。
许多高性能跑车、超级跑车以及电动车都使用了碳纤维车身,以提高车辆的动力性能和续航里程。
碳纤维还可以用于制造轮毂、刹车盘、变速箱、发动机纵梁等高强度部件,以提高汽车的性能和安全性。
除了碳纤维复合材料外,另一种较为常见的材料是玻璃纤维复合材料。
这种材料可以制成车身板、前保险杠、后保险杠、引擎罩等外壳结构件,具有较好的耐撞击性和仿真效果。
由于玻璃纤维复合材料的成本较低,应用领域比碳纤维复合材料更为广泛。
除了车身和外壳结构件之外,复合材料还可以用于汽车底盘、悬挂系统、排气系统、内饰件等零部件。
碳纤维增强聚酰亚胺材料可以用于制造悬挂系统的上下臂等部位,以提高汽车的行驶稳定性和操控性能。
而玻璃纤维复合材料可以用于制造排气系统的中段管道和消音器等部位,以降低噪音和提高耐腐蚀性。
复合材料内饰件如门板、座椅罩、天窗罩等,也可以用来美观、轻量化、提高舒适性。
通过使用复合材料,汽车的零部件重量可降低30%至70%,有助于提高燃油经济性并降低排放。
在未来,复合材料在汽车上的应用将会更加广泛。
同时也要注意复合材料的加工和生产成本,以及回收再利用问题,进一步推动汽车工业的绿色环保发展。
随着科技的不断发展,复合材料在汽车工业的应用前景越来越广阔。
在汽车行业中,除了玻璃纤维和碳纤维复合材料,还有许多其他类型的复合材料,如复合材料板材、复合材料密封件等,都可以应用到汽车的不同部位。
复合材料板材可以用来替代金属板材,制成车门、车顶、引擎罩、尾门或后盖等车身结构件。
这种板材在抗撞击性、耐腐蚀性、耐热性和耐疲劳性等方面都具有优良性能,同时也比同等强度的金属材料更轻,可以减轻车辆的总重量,提高燃油经济性和行驶稳定性。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势
![我国汽车材料的应用及未来发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/5af67baf541810a6f524ccbff121dd36a22dc46c.png)
我国汽车材料的应用及未来发展趋势随着我国经济不断发展,汽车产业也稳步增长,成为国民经济中一个重要的支柱产业。
而作为汽车制造的重要组成部分,汽车材料的应用和发展趋势备受关注。
本文将从我国汽车材料的现状及应用、未来发展趋势等方面展开阐述。
一、我国汽车材料的现状及应用1. 金属材料金属材料一直是汽车制造的主要原材料之一,包括钢铁、铝合金、镁合金等,广泛应用于汽车车身、发动机、底盘及其他部件的制造中。
高强度钢材是近年来的研究热点,具有重量轻、强度高的特点,能够满足汽车节能、环保的需求。
2. 塑料材料随着汽车轻量化的趋势,塑料材料在汽车制造中的应用也逐渐增多。
如聚丙烯、聚氨酯等塑料材料在汽车内饰、外饰、发动机罩等部件中得到广泛应用,具有重量轻、耐腐蚀、成型性好等优点。
3. 复合材料复合材料由不同性质的材料组成,具有高强度、轻质、耐磨损等特点,广泛应用于汽车的车身结构、车轮、燃油箱等部件中。
我国复合材料行业发展迅速,为汽车制造提供了更多选择。
4. 其他材料除了上述材料外,玻璃、橡胶、陶瓷等材料也在汽车制造中得到广泛应用。
汽车玻璃在安全、节能方面发挥了重要作用,橡胶密封件在汽车减震、密封等方面发挥了重要作用。
二、未来发展趋势1. 轻量化材料的应用将继续增加随着汽车节能、环保的要求日益提高,轻量化材料在汽车制造中的应用将继续增加。
在金属材料方面,高强度钢材、铝合金、镁合金等将得到更广泛的应用;在非金属材料方面,各类复合材料、塑料材料的应用也会得到进一步推广。
2. 材料多样化发展未来,汽车材料的发展趋势将是多样化的。
传统材料的改进和新材料的开发将是今后的发展方向。
具有自愈合功能的新型涂料、具有自我修复能力的新型材料等将逐渐应用于汽车制造中。
3. 绿色环保材料将受到更多关注随着绿色环保理念的日益普及,绿色环保材料将受到更多关注。
在汽车制造中,可降解材料、再生材料等将成为未来的发展趋势,符合节能减排、循环利用的要求。
复合材料在汽车行业的应用研究
![复合材料在汽车行业的应用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/729058d4d1d233d4b14e852458fb770bf78a3b31.png)
复合材料在汽车行业的应用研究在当今汽车工业的快速发展中,复合材料凭借其独特的性能优势,逐渐成为汽车制造领域的重要材料。
复合材料不仅能够减轻车辆重量、提高燃油效率,还能增强汽车的安全性和耐久性。
本文将对复合材料在汽车行业的应用进行深入研究。
一、复合材料的特点与分类复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料组合而成的一种多相固体材料。
其特点主要包括高强度、高刚度、低密度、良好的耐腐蚀性和抗疲劳性能等。
常见的复合材料在汽车行业的应用主要有纤维增强复合材料和聚合物基复合材料。
纤维增强复合材料如碳纤维增强复合材料(CFRP)和玻璃纤维增强复合材料(GFRP),具有优异的力学性能。
聚合物基复合材料则以其良好的成型性能和成本优势,在汽车内饰和非结构部件中得到广泛应用。
二、复合材料在汽车车身结构中的应用汽车车身是复合材料应用的重要领域之一。
采用复合材料制造车身结构,可以显著减轻车身重量,从而提高燃油经济性和降低尾气排放。
例如,一些高端汽车品牌已经开始使用碳纤维增强复合材料来制造车身框架和覆盖件。
碳纤维的高强度和低重量特性,使得汽车在保持结构强度的同时,大幅降低了整车重量。
此外,玻璃纤维增强复合材料也常用于车身部件的制造,如保险杠、车门和引擎盖等。
这些部件在碰撞时能够吸收能量,提高汽车的被动安全性。
三、复合材料在汽车动力系统中的应用在汽车动力系统中,复合材料也发挥着重要作用。
例如,复合材料可以用于制造发动机缸体、缸盖和曲轴等部件。
这些部件需要具备高强度、耐高温和良好的耐磨性,而复合材料的性能能够满足这些要求。
同时,复合材料还可以用于制造涡轮增压器叶片和排气管等部件。
由于其良好的耐热性和耐腐蚀性,能够延长部件的使用寿命,提高动力系统的可靠性。
四、复合材料在汽车内饰中的应用汽车内饰对于舒适性和美观性有着较高的要求,复合材料在这方面也有着出色的表现。
聚合物基复合材料可以制成各种形状和颜色的内饰部件,如仪表板、座椅靠背和中控台等。
汽车车身材料应用现状与发展趋势
![汽车车身材料应用现状与发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/169fa3f77e192279168884868762caaedd33bae2.png)
汽车车身材料应用现状与发展趋势汽车车身材料是指汽车的整个车身结构所使用的材料,包括钢铁、铝合金、碳纤维等材料。
随着科技的不断发展和环保意识的加强,汽车车身材料也在不断地更新换代。
目前,在汽车车身材料的应用中,钢材占据了主要的市场份额。
对于低端车型来说,普通的碳钢材质仍然是首选的材料。
但是,对于高端车型来说,高强度钢、先进高强度钢和再结晶钢等新型材料的应用越来越广泛。
这些材料具有重量轻、刚性好、防腐耐用、热稳定性和能耗节约等优秀特性,能够有效地提升汽车的安全性能和燃油效率。
除了钢材,铝合金在汽车车身材料中也有着广泛的应用。
铝合金是一种轻质、高强度的材料,具有良好的成形性和抗腐蚀性能。
因此,在高端车型中代码降低车身重量和提升燃油经济性方面,铝合金已成为首选的材料。
但是,铝合金的复合加工难度较高,成本也相对较高,这限制了它在低端车型中的应用。
随着全球经济的快速发展,碳纤维等新材料也开始应用于汽车车身中。
碳纤维具有较高的强度和刚度,同时也非常轻盈,同等强度下,其重量只有钢的1/5。
这些优越的性能使碳纤维在汽车车身中有着广泛的应用前景。
但是,碳纤维在加工和制造方面存在着一定的难度和成本问题,因此在当前阶段的应用仍然有一定的限制。
未来,随着环保和燃油经济性要求的不断提高,汽车车身材料将会更加趋向于轻量化和复合化。
使用新型材料,同时也需要满足强度和安全性的要求,以及生产成本的限制。
综合考虑各方面因素,汽车车身材料的未来发展主要有以下几个方向:一是材料轻量化。
随着汽车制造业环保和燃油经济性的要求日益提高,汽车车身材料的轻量化成为趋势。
轻量化是提升汽车能源利用效率和行驶性能的重要途径。
二是复合材料化。
汽车车身复合材料的应用是汽车轻量化与高于要求的强度、韧性等多种性能要求之间的一个完美协调的产物。
复合材料的高强度和轻量化是实现轻量化的重要途径。
复合材料的成本虽然比普通材料高,但随着其生产规模的不断扩大,成本也将逐渐降低。
复合材料在汽车上的运用研究【论文】
![复合材料在汽车上的运用研究【论文】](https://img.taocdn.com/s3/m/1722de1cbb4cf7ec4afed0ef.png)
复合材料在汽车上的运用研究由于大部分复合材料都是与目标产品同时形成的,所以很少有固定的复合材料型号等信息,采用相同原材料而不同种工艺或同种工艺不同参数所制造的复合材料性能也会有所不同,如果抛开成本因素,复合材料所涉及的专一方面性能指标比金属还要宽泛。
1.行业特点复合材料行业特点:原材料品种多,工艺方法繁多,成本跨度极大。
按每公斤价格而言,复合材料可以由几元到几千元以上不等,一般同等重量成本均高于钢铁。
很多材料配方和工艺方法原理简单,容易上手,但由于工艺自由度较多,真正的工艺参数系统性控制难度大,产品离散性较大,产品缺陷的可探测性差,所以用简易办法较难区分产品质量的好坏。
2.发展现状行业门槛低,个体户亦可从事经营生产活动;复合材料应用领域广泛,既可做花盆,也是航空航天等高科技领域不可缺少的材料。
国内缺乏高技术含量自主研发产品,配套设备设施也不健全,限制了复合材料行业的发展。
复合材料以其质量轻、强度高的特点,在汽车工业方面具有典型的应用,并占有突出的三大优势:一是自身减重;二是集成化功能,使系统减重;三是使系统的制造、安装和维修简化。
而且,大部分复合材料部件具有减振降噪的效果。
从复合材料的内在特点而言,所有纤维增强复合材料,特别是连续纤维增强的复合材料部件,对微裂纹及轻微外伤的敏感性都非常弱。
采用这种复合材料制作结构件,安全性更高,可有效降低二次伤害的可能性和程度。
复合材料在汽车上的应用自开始制造汽车以来,复合材料便以各种形式应用于汽车中,树脂基复合材料正式应用于汽车中始于1953年。
世界上第一辆全复合材料车身的Corvette车由手糊工艺生产(见图1)。
复合材料在汽车上的应用分为几大类:覆盖件(内外饰)、结构件(以其力学性能为主要应用)、功能件(以其某些方面特殊性能为主要应用)。
当然,更多情况下都是多种性能同时应用的,只是在不同的场合中个别性能稍有突出而已。
复合材料在汽车上的应用是从覆盖件开始的,也是用量最大的一个类别,主要采用SMC(片状模塑料)、RTM和手糊等工艺制造。
复合材料大事年表
![复合材料大事年表](https://img.taocdn.com/s3/m/7cdf0a6dcdbff121dd36a32d7375a417866fc192.png)
复合材料大事年表一、复合材料的诞生和发展1. 20世纪初,人们开始意识到通过组合不同材料可以创造出具有新性能的材料。
2. 1940年代,第一批纤维增强复合材料问世,标志着复合材料的诞生。
3. 1950年代,随着玻璃纤维增强塑料的广泛应用,复合材料开始被工业界广泛采用。
二、复合材料在航空航天领域的应用1. 1960年,美国NASA开始使用复合材料制造航天器的结构部件,以降低重量、提高强度和刚度。
2. 1969年,阿波罗11号登月任务成功,标志着复合材料在航空航天领域的重要地位。
三、复合材料在汽车工业的应用1. 1980年代,汽车工业开始广泛采用复合材料制造车身和零部件,以减轻重量、提高燃油效率。
2. 1997年,丰田发布世界上第一辆使用碳纤维增强塑料制造的量产车辆,标志着复合材料在汽车工业的突破。
四、复合材料在建筑领域的应用1. 1990年代,随着人们对环境保护和可持续发展的重视,复合材料逐渐被应用于建筑领域。
2. 2008年,中国北京奥运会主体育场“鸟巢”采用了复合材料结构,成为建筑界的标志性作品。
五、复合材料在体育器材中的应用1. 1970年代,复合材料开始被运动器材制造商应用于高尔夫球杆、网球拍等产品。
2. 近年来,复合材料在滑雪板、自行车等体育器材中的应用越来越广泛。
六、复合材料在能源领域的应用1. 21世纪初,随着可再生能源的发展,复合材料在风能和太阳能领域得到了广泛应用。
2. 复合材料的轻量化和高强度特性使其成为风力发电机叶片和太阳能电池板的理想材料。
七、复合材料在医疗领域的应用1. 复合材料在医疗器械和人工器官的制造中发挥着重要作用,如人工心脏瓣膜、人工关节等。
2. 复合材料的生物相容性和可塑性使其成为医疗领域的理想材料。
八、复合材料在电子领域的应用1. 复合材料在电子领域的应用范围广泛,如电子元器件的封装材料、柔性显示屏的基底材料等。
2. 复合材料的导电性和耐高温特性使其成为电子领域的重要材料。
汽车新材料发展现状及未来趋势分析
![汽车新材料发展现状及未来趋势分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ac845a65cdbff121dd36a32d7375a417866fc135.png)
汽车新材料发展现状及未来趋势分析近年来,汽车工业一直在追求创新和发展。
为了满足消费者对更高质量、更环保和更经济的汽车需求,汽车制造商不断寻求新材料技术的突破。
本文将就汽车新材料的发展现状及未来趋势进行分析。
首先,我们来看一下汽车新材料的发展现状。
随着科技的不断进步,汽车新材料已经取得了相当大的突破。
其中最为突出的是轻量化材料的应用。
轻量化材料被广泛应用于汽车制造中,可以显著降低汽车重量,提高汽车燃油效率,并减少对环境的影响。
铝合金、复合材料和碳纤维等材料的使用,使得汽车的整体重量得到了减轻,从而提高了汽车的加速性能和操控性能。
除了轻量化材料,高强度材料也在汽车制造中得到了广泛应用。
高强度钢材具有优异的强度和韧性,可以提高汽车的安全性能。
另外,铝合金和碳纤维材料也具备较高的强度,可以用于汽车车身和底盘结构的制造。
这些材料的应用,不仅提高了汽车的整体刚性和抗冲击性能,还能减少碰撞时对驾乘人员的伤害。
与此同时,新能源汽车的发展也对新材料提出了更高的要求。
电动汽车需要更轻、更高效的电池,以提供可靠的能源供应。
因此,高性能电池材料的研发和应用成为了关键。
在最新的动力电池技术中,磷酸铁锂、氧化锰和钴酸锂等材料被广泛应用。
这些材料具有较高的储能密度和较低的自放电率,可以提供更长的续航里程和更快的充电速度。
除了轻量化、高强度和高能量密度材料,新材料在汽车制造中还有其他应用。
例如,自修复性材料可以通过智能化技术修复车身划痕和损伤,提高汽车的美观度和耐久性。
此外,透明陶瓷材料的应用,可以用于汽车玻璃和车灯等部位,提供更好的透视和耐磨性能。
这些新材料的应用,将进一步提高汽车的质量和性能。
接下来,让我们对汽车新材料的未来趋势进行分析。
随着科技和创新的不断推动,新材料在汽车工业中的应用前景非常广阔。
首先,材料轻量化仍是未来的主流趋势。
为了进一步提高汽车的燃油效率和减少对环境的影响,车身、底盘和发动机等部件将采用更轻、更强的新材料。
复合材料在汽车上的应用演示文稿
![复合材料在汽车上的应用演示文稿](https://img.taocdn.com/s3/m/61cafceb846a561252d380eb6294dd88d0d23dbe.png)
➢ 发动机系统:挺杆、连杆、摇臂、油箱底壳、水泵叶轮和罩等; ➢ 传动系统:传动轴、万向节、减速器、壳罩等;
部件重量 5 kg
供应商 Polynorm
加工商 Polynorm
工艺路线 LFTP挤出模压
使用材料 StaMax P 20YK430 MB
第二十四页,共47页。
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二、热塑性复合材料在汽车上的应用
应用举例—Ford-Fiesta 门板模块
– 产量 :
500.000 cars/a
– 部件重量 : 1kg
– 改造方 : Faurecia
– 工艺路线 : 注射成型
– 使用材料 : Stamax P30YM240
• 给客户带来的好处: – 和钢材相比,降低了重量,节省了成本 – 便于组装 – 功能综合性提高
– 干湿分离
– 声阻尼效果改善
第二十五页,共47页。
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二、热塑性复合材料在汽车上的应用
应用举例—BMW Mini Cooper前端框架
——复合材料在上汽乘用车上的应用,胡仁其 高级经理,上汽乘用车中心实验室
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二、热塑性复合材料在汽车上的应用
汽车复合材料..
![汽车复合材料..](https://img.taocdn.com/s3/m/4b69a07b9b6648d7c1c746dc.png)
天然纤维复合材料在汽车中的应用(NMT)
天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、 可再生等优点,但天然纤维复合材料在汽车工业的应用目前还局限在汽车 内饰件上。
汽车零部件
车门板/衬垫
纤维种类
洋麻/大麻,50/50
聚合物
聚丙烯
纤维含量 %
50
木纤维
洋麻
聚丙烯
聚丙烯 聚丙烯 酚醛树脂 聚丙烯 聚丙烯 聚丙烯 聚丙烯 聚丙烯
二、车用复合材料主要类型
㈠ 车用热固性复合材料
玻纤增强树脂(FRP)
㈡
车用热塑性复合材料
1.玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT) 2.长纤维增强热塑性复合材料(LFT) 3.天然纤维增强热塑性复合材料(NMT) 4.碳纤维增强复合材料
车用热固性复合材料
玻纤增强树脂(FRP)如: 玻纤增强不饱和聚脂片状模压成型SMC (Sheet Molding Compound)、团状模压成 型BMC、冲压成型片材(Stampable Sheet) 等与其他高分子材料相比具有强度高、刚度 大、耐高温、成本低,破损安全性好,独特的 成型工艺(可整体成型),减少了零部件紧 固和接头数目等优异性能等优点,一直是汽 车覆盖件最理想的非金属材料。
四. 近期国内汽车塑料及零部件 新材料、新技术发展目标
(1)无缝气囊仪表板、双色保险杠等制造技术; (2)用于吸能块的可发性PP原材料技术和聚丙烯CO2气 相板材发泡技术; (3)塑料进气岐管、塑料油箱、夹层玻璃粘接层等关键 材料国产化: –进气岐管用玻纤增强PA(适用于激光焊接的尼龙牌 号); –油箱专用粘接剂、阻隔料(EVOH)和超高分子 量HDPE; –燃油管、刹车管用尼龙11尼龙12; – 夹层玻璃粘接层用聚乙烯醇缩丁醛PVB树脂;
复合材料研究进展和应用现状
![复合材料研究进展和应用现状](https://img.taocdn.com/s3/m/e89f6b123069a45177232f60ddccda38376be1ab.png)
复合材料研究进展和应用现状随着科技的发展,越来越多的新材料被开发出来并应用于各个领域。
复合材料便是其中之一,它是指两种或以上的不同材料在某一方面有协同作用的新材料。
复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、隔热性能好等优点,因此在航空、航天、汽车、船舶、建筑、电子等领域都有广泛的应用。
本文将从复合材料的种类、应用领域、研究进展等方面介绍复合材料的发展现状。
一、种类复合材料广泛存在于我们生活中,既有自然产生的复合材料,如树木、贝壳等,也有人工合成的复合材料。
人工合成的复合材料多为高分子复合材料和无机复合材料。
1.高分子复合材料高分子复合材料是指由高分子基体和增强相组成的复合材料,在高分子基体中嵌入了颗粒、纤维、薄膜等增强相,形成了具有一定力学性能的材料。
常见的高分子复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、碳纤维增强聚酰亚胺材料等。
2.无机复合材料无机复合材料是指由无机基体和增强相组成的复合材料,无机基体可以为金属、陶瓷或玻璃等,增强相可以为颗粒、纤维、薄膜等。
常见的无机复合材料有碳化硅增强铝基复合材料、碳化硅增强氮化硅基复合材料等。
二、应用领域1.航空航天航空航天是复合材料最早应用的领域之一,航空器和航天器必须具备高度的轻量化和高性能的要求。
复合材料的轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、耐高温等优点,使其成为替代金属材料的理想选择。
航空器和航天器中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
2.汽车近年来,汽车行业对复合材料的需求越来越高,主要是为了减轻车身重量,降低燃油消耗和排放。
复合材料的轻质、高强度、抗冲击、耐腐蚀、隔热性能好等优点,使其成为汽车制造的理想材料。
汽车中常用的复合材料有碳纤维增强聚酰亚胺材料、玻璃纤维增强聚酯树脂、环氧树脂基复合材料等。
3.建筑复合材料在建筑领域的应用越来越广泛。
随着建筑设计对于材料轻量化、材料强度、材料可塑性及设计细节方面的要求越来越高,复合材料得到了越来越多的应用。
复合材料在汽车工业中的应用及发展趋势
![复合材料在汽车工业中的应用及发展趋势](https://img.taocdn.com/s3/m/7471e876bf1e650e52ea551810a6f524ccbfcbfb.png)
复合材料在汽车工业中的应用及发展趋势一、引言复合材料是由两种或两种以上的材料组成的新型材料,具有轻量化、高强度、耐腐蚀等优点。
在汽车工业中,复合材料已经广泛应用于车身、底盘、发动机等部件,成为汽车轻量化发展的重要途径。
二、复合材料在汽车工业中的应用1. 车身复合材料在汽车轻量化方面的应用最为广泛的就是车身。
传统的汽车车身主要由钢铁构成,重量较大。
而采用复合材料制造车身可以使整个车身重量减轻30%以上。
同时,复合材料具有优异的抗冲击性和抗腐蚀性能,可以有效地提高汽车安全性和耐久性。
2. 底盘底盘是汽车结构中最重要的组成部分之一。
传统底盘主要采用钢铁制造,但其重量较大,容易导致燃油消耗增加。
而采用复合材料制造底盘可以减轻整个底盘重量20%以上,并且具有更好的刚度和强度。
3. 发动机发动机是汽车的心脏,也是汽车最为重要的部件之一。
传统发动机主要采用铝合金制造,但其重量较大,耐热性能不佳。
而采用复合材料制造发动机可以减轻整个发动机重量20%以上,并且具有更好的耐热性能和抗腐蚀性能。
三、复合材料在汽车工业中的发展趋势1. 轻量化随着环保意识的不断增强和能源消耗问题的日益突出,汽车轻量化已经成为了不可避免的趋势。
而复合材料作为轻量化方案之一,其在汽车工业中的应用将会越来越广泛。
2. 智能化随着科技的不断进步和人们对智能化汽车需求的日益增加,复合材料在智能化汽车中也将扮演重要角色。
例如,在无人驾驶汽车中,采用复合材料制造外壳可以有效地提高安全性和稳定性。
3. 可持续性随着全球环保意识的逐渐提高,可持续性已经成为了各行各业关注的焦点。
而复合材料作为一种可持续性材料,其在汽车工业中的应用也将越来越受到关注。
四、结论复合材料在汽车工业中的应用已经成为了不可避免的趋势。
随着科技的不断进步和环保意识的逐渐提高,复合材料在汽车工业中的应用将会越来越广泛,并且将会向轻量化、智能化和可持续性方向发展。
国内汽车复合材料应用现状与未来展望
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也是我 国产业政策 的要 求。 减少燃料 消耗和 降低对 环境 的污染 已成 为 当今 汽 车 工业发展 和社会 可持续 发展急 需解决 的关键 问 题 :() 1 实现汽车轻量化 ,是节省能源 的最有效 的途 径之 一 ,也 是 国际先进汽车 制造商 所追求 的重要 目
K r s a t mo i ; c mp st ( ae i 1 ; r v e ; c r e t i a i n p o p c eywo d : u o b l e o oi e m t ra ) e iw u rn t t  ̄ r s e t su o
O 前 言
汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一, 近 几年来 已取得迅 猛 的发 展 。汽 车工业 的快速 发展 导致 了汽 车保有量 的急剧 增加 ,同 时也给社会 带来
fi n l e sa d s f t . n t i ril , t e a t o e iwst e d v l p n it r f o o i u o p r ia,e a o a e e re d i s n a ey I h sa t e h u h rr v e h e eo i g h so y o mp st a t a t i Ch n n c c e sn lb r t st h
c re t s so o o i si as (n ldn UV ) , tu k , b ssa d terltdfed , frc sse e- rwign w s so u rn e fc mp st n cr icu ig S u e r c s u e n eae ls o e at v rg o n e u e f h i
汽车复合材料
![汽车复合材料](https://img.taocdn.com/s3/m/029433687275a417866fb84ae45c3b3567ecddb9.png)
汽车复合材料
汽车复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成的新材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。
随着汽车工业的发展,汽车复合材料在汽车制造中扮演着越来越重要的角色。
首先,汽车复合材料具有较轻的重量。
相比传统的金属材料,汽车复合材料通常更轻,可以有效减轻汽车的整体重量。
轻量化是当前汽车工业的一个重要趋势,可以提高汽车的燃油经济性,降低排放,减少能源消耗,对环境友好。
其次,汽车复合材料具有较高的强度。
由于汽车在行驶过程中需要承受各种外部力的作用,因此对材料的强度要求较高。
汽车复合材料通常具有优异的强度和刚度,可以有效提高汽车的安全性能,降低事故风险。
此外,汽车复合材料还具有良好的耐腐蚀性能。
在汽车使用过程中,会受到各种环境因素的影响,如潮湿、高温、化学物质等,传统金属材料容易受到腐蚀的影响,而汽车复合材料可以有效抵御这些因素的侵蚀,延长汽车的使用寿命。
除此之外,汽车复合材料还具有设计灵活、成型方便等优点。
由于汽车复合材料可以根据设计需要进行灵活的组合,因此可以满足汽车设计师对于外观和结构的多样化需求。
同时,汽车复合材料的成型方式多样,可以通过模压、注塑等工艺制造出各种形状和尺寸的零部件,满足汽车制造的个性化需求。
综上所述,汽车复合材料在汽车制造中具有重要的意义,可以为汽车提供轻量化、高强度、耐腐蚀等优良性能,符合当前汽车工业发展的趋势。
随着技术的不断进步和应用的不断扩大,相信汽车复合材料在未来会发挥更加重要的作用,推动汽车制造迈向更加高效、环保、安全的方向。
复合材料发展历程
![复合材料发展历程](https://img.taocdn.com/s3/m/0703329248649b6648d7c1c708a1284ac8500598.png)
复合材料发展历程复合材料的发展历程可以追溯到古代,但现代复合材料的发展主要是在20世纪逐步展开的。
20世纪初期,人们开始尝试将纤维材料与树脂等有机物质进行结合,以提高材料的性能和功能。
最早的复合材料之一是纸浆加强树脂,它由纸浆、酚醛树脂和填料混合而成。
这种材料具有较高的强度和硬度,被广泛应用于建筑和电器领域。
随着人们对复合材料性能需求的不断提高,新的材料组合和制造工艺被不断开发。
1920年代,美国化学家Leo Hendrik Baekeland发明了第一种合成塑料——酚醛树脂,这一发现奠定了合成树脂在复合材料中的重要地位。
第二次世界大战对复合材料的发展起到了重要推动作用。
在战争期间,航空工业的快速发展需要轻质、高强度的材料。
于是,复合材料开始被广泛应用于飞机制造中。
玻璃纤维增强塑料(GRP)是该时期最具代表性的应用之一。
使用玻璃纤维与环氧树脂结合,能够产生轻、高强度的结构材料,大大提高了飞机的性能。
此后,GRP逐渐在民用领域得到推广,如汽车制造、建筑和体育器材等领域。
20世纪60年代至70年代,碳纤维复合材料开始进入人们的视野。
碳纤维具有轻、强、刚的特点,被广泛应用于航空航天领域。
然而,由于碳纤维制造工艺复杂、成本高昂,直到近年来才逐渐在其他领域得到应用。
随着科学技术的进步和复合材料制造工艺的不断改进,新的复合材料不断涌现。
如纳米复合材料、陶瓷基复合材料、金属基复合材料等,都在特定领域具有重要的应用潜力。
综上所述,复合材料的发展历程经历了从初期的纸浆加强树脂到玻璃纤维增强塑料,再到碳纤维复合材料的演进。
随着科技的进步和研发的不断深入,复合材料的应用领域也在不断拓宽。
复合材料发展历程
![复合材料发展历程](https://img.taocdn.com/s3/m/a1f9a03200f69e3143323968011ca300a7c3f610.png)
复合材料发展历程复合材料是一种由两种或更多种不同材料组成的材料,具有比单一材料更优异的性能和特点。
它在航空航天、汽车制造、建筑结构和体育器材等领域广泛应用。
下面将为你介绍复合材料的发展历程。
复合材料的发展可以追溯到古代,人们早在古罗马时期就发现了类似复合材料的应用。
他们使用竹子和灰泥制作的混凝土墙体,具有较强的抗压性能。
此后,人们开始使用木材和金属的组合,如船只的木质船体和金属舵杆。
然而,古代的复合材料受到工艺技术和材料性能的限制,应用范围有限。
20世纪初,人工合成材料的发展推动了复合材料的进一步发展。
在第一次世界大战期间,人们利用木材和亚麻纤维制作飞机的机身和翼面板,从而提高了飞机的强度和轻量化程度。
然而,这些材料仍然存在一些问题,如湿气吸收和腐蚀等。
20世纪50年代,复合材料迎来了一个重要的突破,人们开始使用玻璃纤维和环氧树脂组成的复合材料。
这种材料具有优异的强度和刚度,并且防腐蚀性能好,成为航空航天和汽车制造等领域的热门材料。
随着高分子材料科学的发展,复合材料的种类也越来越多,如碳纤维、芳纶纤维等。
在20世纪80年代和90年代,高性能复合材料的应用不断扩大,特别是碳纤维复合材料在航空航天和体育器材领域得到广泛应用。
这种材料具有轻量化、高强度和高刚度的特点,被用于制造飞机、导弹和赛车等。
进入21世纪,随着科技的不断进步,新型复合材料的研发与应用取得了许多突破。
纳米复合材料、生物复合材料、陶瓷复合材料等新型复合材料应运而生,拓宽了复合材料的应用领域。
例如,纳米复合材料具有优异的力学性能和热稳定性,被广泛应用于电子器件、航天器件和材料加工等领域。
目前,复合材料正朝着更高性能、更广泛应用的方向发展。
制备技术的改进和新材料的发现使得复合材料具备了更多的优势,如耐高温、自修复等。
随着人们对环境保护的重视,可再生材料和生物基复合材料也越来越受到关注和研究。
总结起来,复合材料的发展历程经历了古代的简单组合到现代的高性能复合材料。
复合材料的历史和发展
![复合材料的历史和发展](https://img.taocdn.com/s3/m/205ce5e4f424ccbff121dd36a32d7375a417c6d6.png)
复合材料的历史和发展随着科技的发展,复合材料作为一种新型的材料被广泛应用于工业、军事、航空等领域。
然而,复合材料的历史并不长,本文将从其起源、发展到现代应用进行探讨,以介绍复合材料在人类社会发展中的地位和作用。
一、复合材料的起源从人类最早使用材料的时期开始,就存在着使用多种材料进行复合制造的情况。
例如,在埃及金字塔的建造过程中,当地人用泥和其他物质混合在一起制成了一种强度更高的材料。
然而,在更早的时代,就有使用石头和木头制作拼花地板、石板屋顶的情况。
这些都是最早的复合材料。
在现代意义下,复合材料的起源可以追溯到二战期间。
当时,军方认识到金属在高空作战时的缺陷,而对于实验性的树脂和玻璃纤维组合材料却给予了极高的评价。
通过不断试验和改进,金属的替代品这一概念逐渐形成,种类越来越多,从而形成了复合材料这一新型材料的概念。
二、复合材料的发展二战期间的复合材料制造与发展,为现代复合材料的制造和应用打下了基础。
20世纪50年代,斯派里公司首开先河,大规模生产树脂和玻璃纤维复合材料(简称GFRP)。
这种材料在航空业、汽车制造业、建筑业等领域的应用逐渐普及。
根据统计数据,GFRP的用量在过去几十年中增长了至少20倍。
20世纪60年代,出现了碳纤维复合材料(简称CFRP),这种材料是当前复合材料中强度最高、刚度最大的一种材料。
其应用范围相对较窄,大多用于制造高强度轻质材料,如现代高速列车和航空航天等领域。
除了CFRP外,先进的Kevlar纤维强度也很高,但相对而言其成本相对较高,在多领域的应用也相对较少。
20世纪70年代以后,为制作出高性能的复合材料而进行的研究和试验越来越多,包括增强难熔的陶瓷、制造蜂窝结构材料等等。
三、现代复合材料的应用当前,复合材料在许多领域得到广泛应用,其性能和应用领域也越来越广,例如:1. 航空和航天领域:复合材料制造的飞机、卫星、导弹等,能够有效提高飞行器的运载能力和更换周期,从而为人们的生产和生活带来了方便。
复合材料的发展概述
![复合材料的发展概述](https://img.taocdn.com/s3/m/271d540bce84b9d528ea81c758f5f61fb7362817.png)
复合材料的发展概述复合材料是由两种或两种以上成分组成的材料,通过它们的相互作用以及在微观和宏观水平上的相互连接而产生更好的性能。
它们被用于各种工业应用中,包括航空航天、汽车、建筑、电子、医疗等领域。
复合材料的发展可以追溯到古代的时期,但真正的发展始于二十世纪。
20世纪初,化学家开始将纤维与树脂组合,以制作更轻、更强的材料。
然而,直到20世纪60年代末和70年代初,复合材料的大规模商业应用才开始出现。
在20世纪60年代,发展工业用于飞机部件的复合材料是一个关键的里程碑。
这是由于有机玻璃增强复合材料正在被广泛应用于航空航天领域。
这种类型的复合材料具有较低的密度和较高的强度,使飞机更轻盈且更耐用。
与传统的金属材料相比,这些复合材料不仅减少了重量,还提高了机体的强度和刚度。
这对飞机的燃油效率和安全性具有重大影响。
在随后的几十年里,复合材料的发展继续取得突破。
新的纤维材料和树脂配方的开发、制备和加工技术的改进以及先进的模具设计和制造方法的出现,使复合材料的性能和应用得到了进一步的提高。
在21世纪初,复合材料进一步加速发展。
新的纤维材料如碳纤维和纳米纤维的引入,为复合材料的性能提供了更大的潜力。
碳纤维具有高强度和低密度的特点,在航空航天和汽车工业中得到了广泛应用。
纳米纤维材料具有更高的强度和耐磨损性,被用于制备超强材料和高效过滤器。
此外,仿生学的发展也为复合材料的创新提供了新的思路。
仿生材料是模仿自然界中生物体所具有的结构和性能的合成材料。
例如,仿生复合材料利用树状结构和层级组合,可以实现更高的强度和韧性。
在未来,复合材料的发展将继续朝着更高性能、更环保的方向发展。
随着新材料和新技术的不断涌现,复合材料将更加重要地应用于各个领域。
例如,利用可再生资源制备的生物基复合材料在环保和可持续发展方面具有巨大的潜力。
总而言之,复合材料的发展具有长期的历史和广泛的应用领域。
随着科学技术的不断进步,复合材料的性能将不断提高,其应用前景将更加广阔。
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汽车复合材料的历史和现状作为一种新型的轻量化材料,树脂基复合材料正日益成为汽车制造业中的新宠。
汽车复合材料的历史自开始制造汽车以来,复合材料,包括天然复合材料和人工合成复合材料便以各种形式应用于汽车中。
早在1908年,美国福特汽车公司第一款大批量开发生产的T型车,其引擎盖就是采用天然复合材料——木头制造而成的。
其后,很多汽车的车身框架、车底板和汽车装饰品等也均由木质材料制成。
在汽车制造史上,复合材料被大规模地应用于汽车部件生产的一个典型例子是汽车的轮胎。
众所周知,轮胎的橡胶基体中含有大约50%的碳黑,它不仅使轮胎呈黑色,更主要的是,碳黑的加入显著地提高了轮胎的耐磨性。
通过在轮胎纵向方向加入纤维和钢丝,还大大增加了轮胎的结构强度,这是典型的人工合成复合材料在汽车领域的应用案例。
尽管现代轮胎的制造技术己取得了巨大进步,但从福特公司T型车诞生以来,轮胎的基本配方和结构形式却一直都没有改变。
因此我们可以认为,汽车制造业的发展史,实际上也是复合材料在汽车上的应用史。
当然,本文主要介绍的是树脂基汽车复合材料,其历史应该追溯到树脂基复合材料诞生之后。
树脂基复合材料(以下简称“复合材料”)自1932年在美国诞生以来,至今已有近75年的发展历史。
然而,其真正批量化应用于汽车工业则始于1953年。
据资料记载,1951年,时任通用汽车公司车身设计负责人的Harley Early先生从通用汽车公司展示的玻纤增强复合材料概念车中得到启发,他憧憬着有朝一日能够设计出一款供批量生产的全玻纤增强复合材料车身的跑车,这款跑车可以结合所有欧洲汽车的优点。
很快,他的想法得到了通用汽车公司副总裁Harlow Curtice先生的支持。
1952年,通用汽车公司将一款原准备采用常规的钢材制造的跑车改为采用玻纤增强复合材料来制造,并将原名“Opel”改为“Corvette”,Corvette的英文原意是“轻巡洋舰”,其涵义充分表达了轻型、快速和操控性强的设计理念。
第一批Corvette车身采用手糊工艺制作而成:首先将剪切好的玻纤增强材料铺设在开放式的模具内,然后通过树脂浸渍、滚压赶泡、固化反应及脱模等一系列工序制作完成,这在当时是一种全新的车身制造工艺。
经过全员努力,1952年12月22日,通用汽车公司成功地完成了该车身的开发制造。
1953年1月17日,一辆锃亮的配有红色内饰的白色Chevrolet Corvette跑车在美国纽约的Waldorf宾馆首次向观众展示(如图1所示),这是世界上第一款全复合材料车身的两座位跑车,这一天也因此成为了汽车复合材料史上值得永远纪念的日子。
1953年6月30日,第一批试生产的300辆Corvette车在美国的Michigan投产。
1954年,其生产地被移至美国的St.Louis。
从1984年至今,Chevrolet Corvette车型一直在Bowling Green生产。
当年谁也没有预料到的是,Chevrolet Corvette车型现己成为世界复合材料汽车的典范。
自1953年推出此款车型以来,通用汽车公司目前己经售出了130万余辆。
而更重要的是,作为世界上第一辆全复合材料车身汽车,Chevrolet Corvette引发了一场世界范围内应用复合材料的热潮:从车头到车尾,从内饰件到外饰件,从A级表面的车身面板到结构组装件,从皮卡车厢到发动机气门盖、油底壳,从传动轴到板弹簧等部件,复合材料在各种汽车零部件的应用中均显示出了无可比拟的优势:更低的模具投资成本、更低的汽车重量、更高的设计自由度以及更高的零部件集成度等等,这些引起了汽车制造业对复合材料的广泛关注。
追述复合材料在汽车工业中的应用历史,至今己有54年,其成功案例已不胜枚举。
下面的一些典型案例简要地概述了国内外汽车复合材料的应用发展史。
1、国外汽车复合材料的应用历史自1953年Chevrolet Corvette两座位跑车作为世界上第一辆全复合材料车身的车辆被推出以来,在世界范围内先后又有多款采用了复合材料的汽车问世:1963年,Studebaker公司推出了全复合材料车身的Avanti跑车,在1964年生产了1000辆之后停产;1970年,第一个格栅面板(GOP)应用于Pontiac公司的Tempest车型中,显示了SMC材料部件良好的集成功能;1986年,Cummin公司开发的SMC气门盖成为第一个应用于发动机的引擎部件;1987年,Mercury Tracer公司展示了第一款高产量的复合材料保险杠,这是复合材料第一次应用于结构件;1989年,欧洲最先采用缠绕法制成了复合材料压缩天然气(CNG)气瓶,到目前为止,这种气瓶已在全世界范围内投入使用了至少80万套以上;1992年,复合材料板簧在美国正式投入商业化生产,广泛应用于重型卡车和牵引车上,重量仅为钢材板簧的1/3;1993年,VW公司首创Golf A3型汽车的GMT前端框架,日产量达到2000件;1995年,Ford公司的Taurus车型和Sable 车型首次采用了SMC散热器支架,Lincoln Continental车型首先采用了柔性的SMC翼子板;1997年,Corvette车型首先采用了三明治结构的复合材料轻型车底盘,该轻型车底盘于2003年应用到Cadillac XLR车型中;2002年,Renault公司推出了Avantime车型,其车身的90%采用了SMC材料,整辆汽车使用的SMC材料达到90kg,最大日产量为350辆(如图2所示);2003年,碳纤维的SMC复合材料首先成功批量应用于2003款的Dodge Viper车型(如图3所示)和mercedes Maybach车型的系列化生产中。
2、国内汽车复合材料的应用历史我国复合材料的研究和开发始于1958年,但复合材料进入汽车工业则比较迟缓,尤其是大批量、标准化应用的历史更短。
在20世纪80年代后期到20世纪90年代末,“全塑中华汽车”的概念虽然曾经在国内汽车界轰动一时,但终究由于质量较差不能满足汽车工业的要求而半途夭折。
此后,国内陆续有一些汽车厂开发过全复合材料车身的客车车型,主要的工艺手段为手糊工艺,但都没有形成工业化大生产的局面。
随着以切诺基、依维柯、斯泰尔和桑塔纳等各类引进车型在中国的陆续投产,中国的汽车工业才真正开始引入和接触到与国际水平较为接近的塑料件和复合材料新技术。
同时,中国汽车复合材料的历史也开始有了实质的起步,迎来了以消化吸收为主要目标的新的发展时期,并在实践中逐渐获得了中国汽车工业的认可。
经中国汽车复合材料企业成功消化吸收并获得国产化应用的范例有:1996年,南京依维柯汽车有限公司的IVECO小客车SMC前保险杠由北京汽车玻璃钢制品总公司国产化供货;2000年,北京吉普汽车有限公司的切诺基吉普车SMC后举升门由北京汽车玻璃钢制品总公司国产化供货(如图4所示);2003年,中国重型汽车公司的斯泰尔王重卡SMC保险杠、面板等14种零部件由山东武城新明玻璃钢制品有限公司国产化供货;2004年,上海通用汽车有限公司的别克凯越车型GMT成套后座椅靠背骨架由上海耀华大中新材料有限公司国产化供货;2005年,上海通用汽车有限公司的别克GL8车型GMT前保险杠缓冲器支架由无锡吉兴汽车内饰件有限公司国产化供货;2006年,上海大众汽车有限公司的POLO、B5轿车GMT发动机底护板由上海耀华大中新材料有限公司国产化供货;2006年,一汽-大众汽车有限公司的宝来车型GMT前端框架由长春英利汽车部件有限公司国产化供货;2006年,一汽-大众汽车有限公司的宝来车型D-LFT车底部护板由长春英利汽车部件有限公司国产化供货;2006年,上海大众汽车有限公司的途安车型G-LFT前端框架由长春英利汽车部件有限公司国产化供货;2007年,一汽-大众汽车有限公司的迈腾车型GMT备胎仓由长春英利汽车部件有限公司国产化供货。
图4 北京Jeep 2500车型SMC后举升门汽车复合材料的现状尽管复合材料的许多优点使其很好地适应了汽车工业的发展要求,但其存在的一些缺点也是现代汽车工业所不能容忍的,如:原材料成本较高、弹性模量较低、材料特性分散性大、生产周期较长、可回收性差以及高温烘漆后易产生油漆爆破现象等。
经过50多年的不断探索和研究,近年来,复合材料的新材料、新工艺和新技术不断涌现,从而在很大程度上使上述问题得以改善,促进了复合材料在各类汽车中的广泛应用。
据统计,在欧美一些国家,汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33%左右,并保持持续增长状态。
目前,复合材料在车身外覆盖件上的应用已相当成熟,并开始向内饰件、半结构件及结构件等的应用方向发展。
近年来,汽车复合材料在应用和技术改进方面都发生了哪些变化呢?1、成本降低,效率提高,更具竞争优势在初级阶段,由于原材料成本和制造成本均很高,加之生产效率低、质量稳定性差等缺点,汽车复合材料并不被汽车工业所看好,因此一般只被用于小批量的、质量要求不高的非结构件产品。
随着复合材料技术的不断进步以及生产自动化程度的不断提高,复合材料零部件的产量呈增长之势。
以SMC为例,在与钢材的成本-产量进行对比的过程中,一个长期的研究数据表明,二者之间存在着一个交汇点,这个交汇点即为“基准产量”。
当某种SMC产品的实际产量低于此基准产量时,其成本价格低于同类钢零件,而超过此基准产量时,其成本价格则高于钢零件。
事实上,这个基准产量点是动态的,其总的趋势是向上移动。
据统计,20世纪70年代的基准产量约为3万件/年,20世纪80年代的基准产量约为7万件/年,到2000年则上升为15万件/年。
这表明,对于年产量在15万件以下的生产规模,相比钢材,SMC汽车复合材料更具竞争优势,这在欧美国家已得到了证实(如图5所示)。
图5 SMC与钢材的成本-产量比较2、设计、制造更具科学性复合材料是一种“可设计”的材料,即通过改变纤维或基体,可以在极大范围内设计材料的性能。
但是,以往用复合材料制造汽车零部件的过程却经常使好的设计无法实现,或不能以合理的成本制造出来。
例如,纤维在树脂基体中得不到准确排列或均匀分散,以及材料的局部力学性能和化学环境不能有效控制,造成制品的材料特性呈分散性大的缺点等,这些都是汽车工业所不能容忍的。
近年来,随着一些相关的设计和开发软件技术的进步,汽车复合材料的设计和制造变得更具科学性。
如ESI集团公司和VISTAGY公司等相继推出的汽车复合材料产品设计软件、仿真模拟软件和有限元分析软件等,对提高汽车复合材料产品的质量、缩短成型周期以及降低生产成本等发挥了重要作用。
目前,PAM-RTM成型工艺计算机模拟分析软件己得到了广泛应用,它能够对RTM生产过程中树脂的流峰、温度、压力场以及固化过程进行模拟预测,从而帮助获得合理的注射方案并缩短生产周期。