【盘点】2018汽车材料细分领域十大热点新闻--车用碳纤维

1.

德国开发再生碳纤维混合复合材料应用于汽车零部件

　　德国图林根纺织和塑料研究所（TITK）开发了一种由天然纤维和再生碳纤维制成的混合复合材料。该材料相对于传统天然纤维复合材料具有更好的机械性能。

　　通常复合材料的克数约在1600-2000g/m²范围，为进一步满足轻量化需求，需要减少半成品的重量，但机械性能不能降低。传统天然纤维复合材料无法实现，而天然纤维与再生碳纤维复合材料可兼顾重量和机械性能。

　　新材料在设计时可通过天然纤维与碳纤维的不同比例调整复合材料的纤维含量，进而调整材料整体的机械性能。制造时可通过两种方法实现二者的混合应用：一种是碳纤维在梳理过程中与天然纤维一起直接加工纤维混合物；另一种是采用模压工艺制备天然纤维复合材料半成品，再在天然纤维半成品的顶部加上碳纤维薄覆盖层，通过针刺或热粘合等方式实现连接。

　　天然纤维/再生碳纤维混合复合材料具有较高的机械性能，可实现将天然纤维增强的半成品和组件的克重减少约30%且没有任何机械性能损失。该材料是车门板、仪表板等机械性能要求较高的部件理想的轻量化替代材料。

2.

Fraunhofer推出PAN基碳纤维原丝熔融纺丝新工艺

　　Fraunhofer应用聚合物研究所近期展示了最新的ComCarbon技术，可大大降低量产碳纤维的生产成本。

　　传统的PAN基碳纤维原丝无法熔融，必须用一种昂贵的溶液纺丝工艺生产出来，成本非常高。而新工艺采用了一种特别研制的可熔融PAN基共聚物，能够将原丝的生产成本降低60%。

　　在传统碳纤维的生产过程中，原丝必须历经稳定化和碳化的过程。而新工艺中，经过熔融纺丝生产的原丝，再重新转化进入一种“非熔融”的状态，完成这一“预稳定”步骤之后，接着送入传统的烘箱，然后在1600摄氏度的条件下进行碳化。

　　新工艺不再使用任何对环境有害的溶剂，而且不需要对溶剂进行回收再利用。同时熔融状态下的材料可以100%进行纺丝，极大提升了纺丝速度。因此，新工艺更加经济和环保。

3.

瑞典开发碳纤维增强塑料快速生产工艺

　　瑞典材料公司Corebon开发了一种超快碳纤维增强塑料（CFRP）生产工艺。该专利工艺基于感应加热，使Corebon能够以比现有技术更高的速度生产碳纤维部件。所生产的碳纤维部件质量性能优越，并且可显著降低生产中的能量消耗。

　　据Corebon AB创始人兼首席执行官TobiasBjörnhov表示：“该技术使生产周期缩短了10倍，节能高达95%，并且复合材料中的纤维体积分数可达到较高水平。”凭借这项技术，可以更容易地控制生产过程中的热量，减少塑料需求，并实现高纤维体积复合材料的生产。该方法适用于汽车，电信，航空航天和机器人行业的各种产品。

　　目前，该项目得到了斯堪尼亚增长资本公司的投资，正在加速进行生产试制。

4.

宁波材料所成功制备高强高模碳纤维M60J

　　宁波材料所成功制备了高强高模碳纤维M60J，拉伸强度可达5.24GPa、拉伸模量为593GPa。与日本东丽M60J高强高模碳纤维（拉伸强度3.92GPa、拉伸模量588GPa）相比，继续保持了拉伸强度上的优势，实现国产M60J关键制备技术的重大突破。

　　高强高模碳纤维具有拉伸模量高、热膨胀系数小、尺寸稳定等系列优点，依靠其独特结构与性能优势，成为宇宙飞行器及航空航天等领域关键原材料。近年来国产高强高模碳纤维发展迅速，而宁波材料所国产M60J高强高模碳纤维关键制备技术突破，将有力促进国内在该领域的技术发展。

　　研究团队在国产M55J级高强高模碳纤维应用评价工作基础上，还将进一步开展国产M60J级高强高模碳纤维稳定制备技术研究，并与国内碳纤维优势企业密切合作，积极开展产学研合作，支撑相关任务的发展。

5.

德国Saertex公司推出碳纤维多轴织物缺陷控制系统

　　据材料科技在线报道，Cristex复合材料公司最新的报告称，其合作伙伴Saertex公司最近推出了一种碳纤维多轴织物的缺陷控制系统，有助于提高其材料的质量。

　　据悉，Saertex智能缺陷控制系统可以识别织物的结构，并揭示其间隙、起伏、尺寸偏差等。除了纤维束之间的间隙，该系统还能清楚地识别其他缺陷，如多轴织物内部层中的线或波动的均匀性，有利于在制造过程中找出缺陷并立即采取纠正措施。因此，该工艺可为碳纤维织物自动化连续生产提供可靠的质量保证，并且不会对材料造成直接损坏。

　　Cristex公司的报告称，Saertex系统还可以删除或标记出现缺陷的区域，在对碳纤维织物质量进行检测时，可避免已处理的缺陷点重复检测，节省检测和加工时间。

6.

纯电动超跑前途K50上市 采用碳纤维车身

　　纯电动超跑前途K50此前在前途汽车苏州生产基地正式上市。新车整体设计风格十分运动，线条流畅的造型前卫动感，低矮宽大的车身也极具视觉冲击力。此外，新车采用了全铝合金框架的车身结构，全车除了前后包围和左右侧裙以外，其它车身覆盖件均为碳纤维复合材质。新车侧面造型修长，配合大尺寸轮圈，比例十分协调。尺寸方面，前途K50的长宽高分别为：4634*2069*253毫米，轴距为2650毫米。

　　动力方面，这款电动超跑将搭载前后双电机，在BOOST模式下，最大输出功率可达320千瓦，峰值扭矩680牛米；并支持后轮驱动、适时四轮驱动、全时四轮驱动三种模式，可实现百公里加速时间为4.6秒。

7.

Bertrandt公司和西格里集团推出创新的碳纤维CCB支架

　　Bertrandt公司与西格里集团开发了一种新的碳纤维的支架技术，采用了轻量化的纤维配混料，拥有集成化的功能，可以大批量生产，并应用于汽车内饰结构中。

　　开发这种碳纤维支架的主要挑战是，需要找到基体材料与纤维材料的最佳匹配的工艺，包括纤维的长度、所占比例、取向以及层铺结构设计等。“从概念到设计直至自动化的大批量生产，在整个产品的开发过程中，Bertrandt公司和西格里集团的专业知识被综合应用到了这种碳纤维的支架中。”西格里集团轻量化应用中心负责人Andreas Erber博士说。

　　这种碳纤维支架具有高度的创新性，展示了现代汽车的创新结构概念。由此而获得的经验将被用于Bertrandt公司和西格里集团更多的合作项目中。

8.

德国开发碳纤维复合材料底盘控制臂

　　德国弗劳恩霍夫研究所开发了一种由碳纤维增强聚合物制成的轻量化控制臂。该控制臂与传统金属设计的控制臂相比重量降低了35%，质量仅为2.1千克。同时集成了半主动减振系统以及结构健康监测（SHM）系统，可监测FRPs结构状态，量化运行负荷，以提高车辆安全性，并根据实际使用情况确定其维护周期。

　　纤维增强聚合物基复合材料（FRPs）在高负载悬挂组件中具有巨大的轻量化潜力，当通过功能集成增加了单个部件的复杂性时，整个系统的综合成本和重量也有所降低。集成SHM系统可以监测高负荷下纤维增强聚合物结构的状态。因此，可以根据使用情况安排维护，同时增加车辆和乘客安全。FRP控制臂的循环测试显示，该部件能承受较高载荷下的较高循环次数。该控制臂的成功开发也说明了高负载悬架部件材料可以由传统的金属材料被高性能复合材料替代。

9.

福特开发碳纤维复合材料转向节，实现减重50%

　　据汽车制造网报道，福特（Ford）、华威制造集团（WMG）、汽车科技公司（Autotech）和GRM咨询公司（GRM Consulting）共同开发出了一款用于C级车辆的复合式后悬架转向节。新的后悬架转向节采用独特的碳纤维配置和定制的制造工艺相结合，与目前的钢构件相比，重量减少了50%。

　　材料方面，针对传统SMC材料固化时间长，机械性能差的缺点，研究人员将单/双轴预浸料与SMC相结合，提升了材料强度，满足了汽车制造的耐久性、NVH等目标。

　　工艺方面，研究人员开发了一种能够大批量生产高强度、刚性和复杂形状的悬架转向节的模压成型技术，整个成型周期不到5分钟。

　　目前这一零件的设计已经完成，正在进行零件的制造试验，以早日实现大规模量产。

10.

蔚来ES6正式发布，新能源碳纤维汽车进入新时代

　　据报道，2018年12月15日，蔚来汽车第二款量产车型--蔚来ES6正式发布。最新ES6采用了碳纤维车身结构，并且车辆后端关键部件都采用了碳纤维制作。创新地将碳纤维后地板嵌入到全铝车身中，较铝合金减重30%以上。同时让车身整体的扭转刚度更高，提高了被动安全性能，整体耐久性也得到很大提升。据悉，ES6的碳纤维部件由康得新设计与供货。

　　性能方面，ES6百公里加速仅需4.7秒，百公里制动距离33.9米，整车抗扭度高达4930N·m/deg，综合工况续航里程510km。

　　ES6补贴前售价35.8万元起，其中首发纪念版限量6000辆，售价49.8万元起，明年6月起优先开始交付。预计量达15万辆，五年内将达65万辆的市场容量。