在車身上,現今最先進的還只是碳纖維、鋼、鋁的複合輕量化結構,但碳纖維比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度是鋼的7到9倍
碳纖維(carbon fiber,簡稱CF),是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。 碳纖維是一種力學效能優異的新材料,它的比重不到鋼的1/4,碳纖維樹脂複合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,抗拉彈性模量為 23000~43000Mpa也高於鋼。但碳纖維材料也只是沿纖維軸方向表現出很高的強度,其耐衝擊性卻較差,容易損傷,所以在製造成為結構元件時往往利用其耐拉質輕的優勢而避免去做承受側面衝擊的部分。
碳纖維這種材料還具有重量輕、剛性好、吸能性好、易塑性高、耐腐蝕等優點,成為豪車必不可少的一部分。但就目前來說,碳纖維在車輛裝飾方面的應用是佔多數的,例如發動機蓋、尾翼、內飾面板等。
,這個優點還是讓很多車企垂涎的。隨著汽車節能減排的環保呼聲越來越高,降低油耗成了很多汽車製造商的頭等大事,成本高但效果佳的碳纖維因此而獲得更多重視,因為鋼鐵材料約佔車體重量的3/4,如果汽車的鋼材部件全部由碳纖維複合材料置換,車體重量可減輕300kg,燃油效率提高36%,二氧化碳排放量可削減17%。而且有的廠商已經把碳纖維複合材料應用在汽車傳動軸、板簧、構架和剎車片等關鍵零件上,例如:賽車底盤、碳纖維制動盤、碳纖維輪轂、傳動軸。所以碳纖維車身現在距離普及可以說已經不遠了,但碳纖維作為一種技術密集型的高階材料,其生產週期和成本都不是一般的高,如果是大面積使用,價格肯定要日天!恐怕只有豪車超跑敢用了
!“碳纖維車身的普及另外還有一個重要問題,就是碳纖維材料的來源,相信大家都知道,碳纖維零部件是由碳纖維絲束貼制而成,所以絲束才是技術關鍵,在全球,主要的高效能纖維年產能33萬噸,中國只有7.3萬噸,供應乏力。在競爭激烈的碳纖維領域,中國年產量僅為4000噸,大多數企業處在虧損狀態。中國碳纖維企業有30 多家,每家投入幾億元到十幾億元,最大規模不超過3000噸,相比國際龍頭3萬噸的規模而言,競爭力多少顯得有些不足。因此碳纖維車身的普及在國內比在國外,要面對的困難會更多。製造碳纖維絲束,需要芳綸、超高分子量聚乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、玄武岩纖維、聚醯亞胺纖維等材料,以及相關裝置,而中國生產碳纖維的關鍵材料和裝置還依靠進口。
據介紹,由於碳纖維油劑、碳化裝置依靠進口,沒有大型石墨碳材料,許多企業不得不從國外購買要價不菲的汽車零部件自動化生產線。其實別說國內了,就連國外很多車企都還沒攻克相關技術難題,例如碳纖維傳動軸,因為汽車傳動軸本身的受力情況就比較複雜,尤其要承受很大的扭矩,碳纖維材料如何提高其耐疲勞性和抗磨損度就是一個大問題。
碳纖維輕量化的大潮,因為車重每減小10%,油耗可降低6%-8%,排放量可降低5%-6%,0km/h-100km/h加速性可提升8%-10%,制動距離縮短2m-7m。而車身輕量化後整車重心可實現下移,提升了汽車操縱穩定性,碳纖維還具有極佳的能量吸收率,碰撞吸能能力是鋼的6倍-7倍、鋁的3倍-4倍。