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碳纖維復(fù)合材料或顛覆傳統(tǒng)工藝 引領(lǐng)汽車業(yè)重大變革
發(fā)布時(shí)間：2020-01-09 20:44:43 點(diǎn)擊率：
近年來(lái)，“碳纖維”已經(jīng)逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)的熱門詞匯。隨著環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車的輕量化已經(jīng)成為世界汽車發(fā)展的潮流，而兼具質(zhì)輕、安全、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)于一身的碳纖維復(fù)合材料無(wú)疑成為香餑餑。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，碳纖維技術(shù)開(kāi)始成熟，大規(guī)模應(yīng)用時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)。9月19日，在第十三屆汽車輕量化大會(huì)暨展覽會(huì)間隙，中國(guó)工程院院士、中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司顧問(wèn)蔣士成在接受《中國(guó)汽車報(bào)》的專訪時(shí)，明確表示十分看好我國(guó)碳纖維復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展前景，直言：“此前碳纖維技術(shù)一直被美國(guó)和日本等國(guó)壟斷，但由于我國(guó)政府的高度重視，和科研院校、企業(yè)等多方面的努力，我國(guó)自主研發(fā)的碳纖維產(chǎn)品幾乎涵蓋所有的型號(hào)，尤其是國(guó)防和航空航天領(lǐng)域的種類均已實(shí)現(xiàn)。”因此，他相信5年之后我國(guó)碳纖維技術(shù)不僅可以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，甚至可以趕超國(guó)外。
有質(zhì)有量 碳纖維發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁
據(jù)了解，碳纖維是一種含碳量在90%以上的高強(qiáng)度高模量纖維材料，因其優(yōu)異的特性被廣泛應(yīng)用。蔣士成談到，除了國(guó)防和軍事領(lǐng)域，事實(shí)上碳纖維復(fù)合材料已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)當(dāng)中，包括交通領(lǐng)域的飛機(jī)、高鐵和汽車等，還有能源領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉，此外還有很大一部分應(yīng)用在體育用具等產(chǎn)業(yè)，例如高爾夫球桿、釣魚(yú)竿和其他體育產(chǎn)品等。當(dāng)然，隨著汽車行業(yè)輕量化的發(fā)展，碳纖維材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多。眾所周知，新能源汽車已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展的階段，而目前消費(fèi)者對(duì)純電動(dòng)汽車大的障礙之一應(yīng)該就是里程焦慮的問(wèn)題，為了更有效的提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，車身的輕量化就至關(guān)重要。在新能源汽車中，氫燃料電池汽車被稱為是真正零排放的環(huán)保汽車，但是這類車的一大問(wèn)題就是氫氣的安全問(wèn)題，對(duì)此，碳纖維材料也能起到關(guān)鍵的作用，蔣士成提到用來(lái)儲(chǔ)存氫氣的高壓儲(chǔ)氣罐正好可以使用碳纖維材料，從而更好地保證儲(chǔ)氣罐的安全。
碳纖維在汽車業(yè)領(lǐng)域仍面臨4大難題
蔣士成坦言，我國(guó)碳纖維材料在汽車領(lǐng)域的發(fā)展還面臨四方面的問(wèn)題，首先是相關(guān)的成型設(shè)備，由于碳纖維材料不同于傳統(tǒng)的汽車材料，要想實(shí)現(xiàn)真正的工業(yè)化就需要連續(xù)化和自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，這一方面需要我們加快相關(guān)設(shè)備的自主研發(fā)，另一方面需要將國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)同國(guó)內(nèi)的技術(shù)相結(jié)合。第二，碳纖維材料并不能直接應(yīng)用在汽車上，還需要一些工藝同其他復(fù)合材料相結(jié)合，例如復(fù)合材料的快速成型工藝，只有實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)才能加速發(fā)展。第三，整個(gè)碳纖維材料數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作，碳纖維復(fù)合材料作為一種新型材料，從物理指標(biāo)上講是各向異性的，因此就需要積累基本的數(shù)據(jù)庫(kù)，找到它的規(guī)律建立起一系列標(biāo)準(zhǔn)體系，并且還需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作，目前這一方面是汽車行業(yè)較為薄弱的領(lǐng)域。第四，碳纖維復(fù)合材料相關(guān)人才面臨緊缺的狀況。
顛覆傳統(tǒng)汽車工藝 引領(lǐng)汽車業(yè)的“二次革命”
在國(guó)內(nèi)外的車企當(dāng)中，已經(jīng)有一些車企將碳纖維材料應(yīng)用到了汽車當(dāng)中，但是大規(guī)模的應(yīng)用并不多。蔣士成用一組數(shù)據(jù)說(shuō)明了這一問(wèn)題：目前全球碳纖維的總產(chǎn)能大約為9萬(wàn)噸，其中我國(guó)能夠達(dá)到2萬(wàn)噸；我國(guó)在碳纖維的使用量方面增長(zhǎng)速度逐年提升，從此前的年增長(zhǎng)3000噸到5000噸，再到近的增長(zhǎng)量已經(jīng)達(dá)9000噸。不過(guò)，雖然我國(guó)碳纖維產(chǎn)量逐年提高，但還是無(wú)法滿足我國(guó)碳纖維的需求量，超過(guò)2/3仍需要進(jìn)口。這其中，在汽車行業(yè)的用量就更少，僅為700多噸，僅占總數(shù)的3%左右。
不過(guò)，蔣士成認(rèn)為未來(lái)輕量化將是汽車行業(yè)的趨勢(shì)，一旦碳纖維復(fù)合材料能夠大規(guī)模用在汽車的零部件或者整車廠，它的加工工藝完全是一個(gè)全新的制造工藝，甚至將顛覆現(xiàn)有的汽車傳統(tǒng)工藝。他表示，碳纖維在汽車輕量化上的應(yīng)用，將改變汽車生產(chǎn)組織模式，傳統(tǒng)的四大工藝將被新四大工藝（模壓、膠結(jié)、噴涂、總裝）取代。
來(lái)自：蒂森新材料
