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汽车轻量化:劳斯莱斯首推工业化锻造碳纤维复合材料车轮毂

2016-09-01 318浏览 标签: 碳纤维德国RR

研究背景及关注意义


     继航空领域之后,碳纤维复合材料逐渐进入了汽车应用领域。碳纤维复合材料以其绝佳的比强度等性能,是轻量化领域不可置疑的未来之星,然而基于成本以及制造工艺造成的量产化限制等原因,碳纤维复合材料在汽车领域的应用暂时只集中在赛车、顶级跑车等高端领域。但是正如特斯拉模式一样,在新技术能够做到成本控制之前,首先推出高端市场是推动技术研发和产业化推广的快捷方式,很多新技术从研究室到市场的转化都是先从不计成本的领域开始,而后再逐步优化,最终走向普罗大众。


     比如锻造复合材料技术,2010年,兰博基尼和Callaway联合推出的Forged Composite®(“锻造复合材料”)碳纤维复合材料,这种“锻造”工艺在保有复合材料比强度的前提下,显示出传统的碳纤维层编制复合材料无法比拟的可加工性,不仅大大降低了碳纤维复合材料的加工时间,还降低了材料成型的难度,可以满足复杂形状的“铸件”。兰博基尼将这种技术应用在它的概念车外壳上。而今年8月,劳斯莱斯也引入了锻造碳纤维复合材料的概念,与美国一家定制碳纤维公司Vitesse AuDessus、以及欧洲设计公司Bengala Automotive合作,在推出定制车身的同时,首次推出了对材料性能要求较高的工业应用锻造碳纤维车轮毂。


研究内容


     锻造复合材料由微观的碳纤维束复合在树脂基中制成。采用极高的纤维密度(约每平方英寸50万),代替传统的编制碳纤维片层材料的树脂浸渍工艺,制备形成具有延展性的碳纤维和树脂的糊状物。这其中的碳纤维被形容成“乱层”,碳原子层以及纤维之间的相互缠绕为材料提供了力学强度,其比强度超过现有汽车、运动等行业所使用的合金,在弯曲强度上的表现尤其突出。


     这种糊状复合体比碳纤维层状预浸料更易于改变形状,可以像“锻造”一样得到不同的“铸件”。而碳纤维“乱层”所需的浸渍时间、糊状复合体所需要的固化时间都比传统工艺大为减少,在一定程度上解决了碳纤维复合材料交付期过长的工业难题。


配图



图1- 碳纤维复合材料车体劳斯莱斯

     动态链接:Rolls-Royce Models First in Automotive Industry to Feature Bespoke Carbon Fiber

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