2024復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用(二)
時(shí)間：2024-09-19 14:53:50 瀏覽量：
2024復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用（一）
同樣在熱塑性塑料領(lǐng)域，2023年秋季，聚烯烴和生物聚合物的生產(chǎn)商Braskem（美國(guó)賓夕法尼亞州費(fèi)城）宣布，其推出了一種用于示范的安全帶加強(qiáng)件，它由用復(fù)合材料編織的網(wǎng)格增強(qiáng)材料以及采用Weav3D Inc.（美國(guó)佐治亞州諾克羅斯）的單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料帶材制成的聚丙烯（PP）片材制成。Weav3D的工藝能夠?yàn)楦餍袠I(yè)大批量地生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，與復(fù)合材料有機(jī)片材相比，據(jù)說(shuō)可以減輕部件重量、降低成本以及減少浪費(fèi)。
2024年初，HyWaSand項(xiàng)目展示了用于貨車(chē)內(nèi)部的儲(chǔ)物箱翻蓋示范件，它包含一個(gè)由全自動(dòng)熱成型工藝制成的熱塑性復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。參與該項(xiàng)目的德國(guó)合作伙伴包括：戴姆勒卡車(chē)公司（斯圖加特）、愛(ài)爾鈴克鈴爾股份公司（斯圖加特）、ThermHex Waben GmbH（哈雷）、Edevis GmbH（萊因費(fèi)爾登-埃希特丁根）、弗勞恩霍夫材料與系統(tǒng)微結(jié)構(gòu)研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)弗勞恩霍夫IMWS，哈雷），奧地利的Engel Austria GmbH（施韋特貝格）也參與其中。他們表示，其結(jié)果有望用于生產(chǎn)輕質(zhì)、低成本、大批量的內(nèi)飾部件，并正在研究客戶(hù)應(yīng)用。
同樣值得注意的是，2022年，寶馬集團(tuán)（德國(guó)慕尼黑）推出了其最新的電池電動(dòng)運(yùn)動(dòng)休閑車(chē)（簡(jiǎn)稱(chēng)SAV）iX，它采用了Carbon Cage車(chē)架，該車(chē)架是在一個(gè)多材料的設(shè)計(jì)中綜合應(yīng)用了RTM編織預(yù)成型、纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的注射成型、模壓成型和金屬工藝，該設(shè)計(jì)是建立在寶馬之前用于i3、i8 和7系的復(fù)合材料策略基礎(chǔ)之上。
碳纖維輪轂
與結(jié)構(gòu)和外飾部件一樣，采用輕量化的碳纖維復(fù)合材料或混合采用金屬與復(fù)合材料的輪轂長(zhǎng)期以來(lái)一直在高性能、低產(chǎn)量的賽車(chē)上占有一席之地，其超輕重量有助于縮短車(chē)輛的單圈時(shí)間。
近年來(lái)，為量產(chǎn)車(chē)開(kāi)發(fā)復(fù)合材料或混合材料的輪轂越來(lái)越受到重視。第一個(gè)完全商業(yè)化用于汽車(chē)行業(yè)的碳纖維輪轂由Carbon Revolution（澳大利亞Waurn Ponds）制成，于2008年被推向市場(chǎng)。2015年，Carbon Revolution針對(duì)福特野馬Shelby GT350R車(chē)型推出了碳纖維的輪轂，但每套15000美元的價(jià)格，使得這些輪轂并不適合大批量的車(chē)輛。
從那時(shí)起，一些汽車(chē)復(fù)合材料的制造商就一直在尋求通過(guò)材料與工藝的組合，來(lái)使碳纖維輪轂在成本和性能上能與鍛造和鑄鋁的輪轂展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，這包括：
1. Vision Wheel（美國(guó)阿拉巴馬州迪凱特）于2021年推出的輪轂，采用了A&P Technology（美國(guó)俄亥俄州辛辛那提）的編織織物和IDI Composites（美國(guó)印第安納州諾布爾斯維爾）的材料，以期用于高性能汽車(chē)，最終用于電動(dòng)汽車(chē)。
2. ESE Carbon Co.（美國(guó)佛羅里達(dá)州邁阿密）于2022年推出其E2一體式碳纖維輪轂，它采用訂制纖維鋪放預(yù)成型和RTM工藝制成，適用于售后市場(chǎng)。
3. Bucci Composites（意大利法恩扎）的20英寸碳纖維復(fù)合材料輪輞采用高壓 RTM （HP-RTM）工藝制成，于2022 年推出，用于售后跑車(chē)/超級(jí)跑車(chē)細(xì)分市場(chǎng)。
4. Carbon Revolution于2023年推出了新的輪轂，目標(biāo)是電動(dòng)汽車(chē)和貨車(chē)的售后市場(chǎng)。
5. 現(xiàn)代汽車(chē)（韓國(guó)首爾）于2024年2月首次推出用于其Ioniq 5 N NPXI汽車(chē)的碳纖維混合材料的輪轂概念。這款訂制輪轂由車(chē)輪制造商 Dymag（英國(guó)威爾特郡）和復(fù)合材料的專(zhuān)業(yè)公司 Hankuk Carbon（首爾）合作開(kāi)發(fā)，它整合了碳纖維復(fù)合材料的外輪輞與精加工的五輻鍛造金屬中心件。
這款21英寸、約10公斤的混合材料輪轂由 Dymag與Hankuk Carbon合作開(kāi)發(fā)，是現(xiàn)代汽車(chē)公司集約化發(fā)展計(jì)劃的一部分
（圖片來(lái)源：Dymag和Hankuk Carbon）
回收材料或生物基材料
除了關(guān)注電氣化之外，汽車(chē)行業(yè)還在不斷創(chuàng)新，為眾多部件提供更可持續(xù)的材料解決方案——從天然纖維復(fù)合材料到生物基樹(shù)脂、可回收性等。這種對(duì)可持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)，可能很快就會(huì)被一些地區(qū)的立法所強(qiáng)制執(zhí)行，如歐盟（EU）提議的一套規(guī)則，涵蓋了從設(shè)計(jì)到報(bào)廢（EOL）的整個(gè)車(chē)輛生命周期，比如，要求在車(chē)輛設(shè)計(jì)中最大程度地降低回收率、車(chē)輛中使用塑料的25%要來(lái)自回收材料，以及對(duì)某些部件的強(qiáng)制回收和再利用。
該領(lǐng)域的新進(jìn)展包括：
1. 汽車(chē)技術(shù)供應(yīng)商 Forvia（法國(guó)楠泰爾）宣布了多項(xiàng)舉措，以實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的汽車(chē)制造和設(shè)計(jì)，包括：用模塊化的內(nèi)飾概念來(lái)減少對(duì)材料的使用和組裝所需的部件，使用回收材料或生物基材料，以及增加其儲(chǔ)氫罐的制造。
2. Forvia還于2022年在法國(guó)里昂成立了一個(gè)名為 Materi'Act 的研發(fā)部門(mén)，旨在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售碳足跡比傳統(tǒng)材料低85%的材料。這項(xiàng)工作包括開(kāi)發(fā)回收成分高達(dá)90%的樹(shù)脂、開(kāi)發(fā)該公司NAFILean大麻纖維/聚丙烯產(chǎn)品的新版本，以及開(kāi)發(fā)由生物基前體和低能耗工藝制造的碳纖維。
Materi’Act的一個(gè)目標(biāo)是生產(chǎn)由生物基前體制成的低碳足跡碳纖維，以及采用低能耗工藝生產(chǎn)纖維
（圖片來(lái)源：Forvia）
3.在CIDER（用回收和可持續(xù)復(fù)合材料制造采用循環(huán)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的汽車(chē)部件）項(xiàng)目的支持下，樹(shù)脂供應(yīng)商阿科瑪（法國(guó)哥倫布）及其合作伙伴首次推出了一款由回收纖維和阿科瑪?shù)目苫厥誆lium樹(shù)脂制成的汽車(chē)門(mén)板。
4.亞麻纖維供應(yīng)商 Bcomp（瑞士弗里堡）的亞麻纖維/環(huán)氧樹(shù)脂材料已被用于各種汽車(chē)外飾和內(nèi)飾部件，包括最近為Cupra（西班牙巴塞羅那）的Born VZ 電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的座椅以及為一級(jí)汽車(chē)供應(yīng)商 Eberspächer（德國(guó)埃斯林根）提供的公共汽車(chē)空調(diào)罩。
5. Optiplan GmbH（德國(guó)厄爾斯尼茨）和樹(shù)脂供應(yīng)商 AOC（德國(guó)沙夫豪森）合作開(kāi)發(fā)的汽車(chē)夾芯板材料整合了Optiplan的回收 PET板材以及來(lái)自消費(fèi)后PET廢料的AOC的配方。
Sonichem的英國(guó)倡議致力于將生物質(zhì)副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素，用于生產(chǎn)汽車(chē)用的塑料、樹(shù)脂和復(fù)合材料
（圖片來(lái)源：Sonichem）
6. 由可持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新者 Sonichem（英國(guó)南安普敦）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)聯(lián)盟，正在開(kāi)發(fā)專(zhuān)有的 Sonichem 超聲技術(shù)，并生產(chǎn)可再生的、具有成本效益的替代品，用來(lái)替代石化產(chǎn)品以生產(chǎn)汽車(chē)行業(yè)使用的塑料、樹(shù)脂和復(fù)合材料。
原文鏈接：
https://www.compositesworld.com/articles/composites-end-markets-automotive-(2024)
來(lái)源：東華經(jīng)緯新材料研究院
