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可负担轻质汽车材料取得进展
时间:2014-01-03 14:03 来源:美国资料中心
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碳纤维复合材料在英国的一家工厂用于制造奔驰SLR McLaren轿车的车门、发动机盖及车体。
 
    将碳纤维 (其硬度和强度均超过钢,但密度只有其三分之一) 埋入塑料树脂内,就可形成与木头 (纤维素埋在木质素 内) 或混凝土 (钢筋埋在水泥和沙石中) 相似的甚轻却非常强劲的“先进复合 ”材料。在运动器材中已日益为人们所熟悉的先进复合材料,长期以来一直用于军 队和航空航天构造;但要在汽车制造业竞争,就必须以千分之一的成本和一千倍的速度生产。将碳纤维摆放在适当位置,用液态树脂浸渍,然后缓慢烘烤此组合以利用化学反 应来“固化”这样一个手工艺过程,对于制造汽车车体来说实在太慢且太昂贵。特种汽车可这样生产,例如受一级方程式 (Formula One) 赛车启发的奔驰SLR McLaren, 但其价格则高达数十万美元。
    一些汽车制造者在缩短这个成本差距上已经取得鼓舞人心的进展。宝马汽车公司有60位专家在完善其专属工艺。使用全世界最大的树脂压铸机,该工艺目前已在每年制造超过1000个高档车型的碳纤维车顶和发动机盖。人们广泛认为,丰田和本田两家公司有意将其碳纤维飞机部门的先进制造技术转移到汽车制造领域。
    与此同时,通过大量生产(尤其是在航空航天业,如波音公司新型787飞机一半以上的重量是先进复合材料),人们正在完善复合材料制造工艺和降低其成本,并且汽车工业外部的创造者也在开发新的制造工艺。
    举例来说,笔者任董事长且拥有股份的一家科罗拉多州 非上市小公司Fiberforge,正在与汽车制造商、其供货商及其他行业合作,将一种全新工艺商业化。该工艺看来能够以10-20%的成本在大规模生产中实现手工迭铺航空航天复合材料性能的80-100%。此工艺首先用一台类似喷墨打印机的数字控制机器,自动且精密的 形成一块平直的“经剪裁坯料”——具有多种取向碳纤维层和热塑塑料的超高强度聚合物“夹板”。然后对经剪裁的坯料进行加热,直至热塑塑 料软化,然后在一台常规热成型压机中用一套热模具冲压成需要的复杂形状。一分钟之后即可修剪和使用已冷却的工件。
    进一步信息请见http://www.fiberforge.com/,以及由该网站链结的行业新闻报导和技术论文。
 
( 编辑:Jane)
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