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  • 甘肅郝氏炭纖維是一家專門從事碳布,硬質復合炭氈,炭纖維布,炭纖維復合氈的民營高新技術企業。
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    全鋁車身VS碳纖維車身 輕量化的未來
    來源:www.thaliasoap.com 發布時間:2019/6/5 17:00:54

    全鋁車身和碳纖維車身

    汽車輕量化,全鋁車身和碳纖維車身,成為當前汽車“減肥”追求的手段,這兩項技術分別有什么優缺點?誰才是未來?


    全鋁車身:全鋁車身框架結構通過將鋼與鋁兩種材質合為一體,來確保更具動態的驅動能力,提高穩定性,大幅度加強加速能力。通過這種布局,能實現了出色的車身剛度與良好的碰撞安全性,并顯著地減輕了車身的重量。


    全鋁車身的優缺點:

    優點:重量輕、耐磨、抗沖擊性能優秀

    缺點:成本高昂,可修復性差

    全鋁車身的優勢在于重量一般僅為鋼制車身的70%左右,可以一次整體沖壓成型,焊接點較少,因此剛性也較強,燃油經濟性和安全性都比鋼制車身更強,因為加工工藝問題,全鋁車身的成本也因此較高。而且車身比鋼制車身更脆,發生碰撞后很難像鋼制車身那樣通過鈑金噴漆修復,多為整塊更換,后期維修昂貴。


    為什么你在路上見到開捷豹的車主總是那么優雅?因為他們必須非常愛惜自己的全鋁車身座駕,鋁合金材料對熱的敏感度高,容易受熱變形,不適合傳統焊接工藝,任何導致小刮小蹭都有可能導致發生扭曲性碰撞的地方要整塊更換。

    碳纖維車身:碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。其工藝復雜程度也無法只用“織毛衣”將其比喻,把“碳”加工成一塊適用的碳纖維板材要經過上百道復雜工藝,成本高昂。

    碳纖維車身的優缺點:

    優點:重量輕,吸震性能強,堅固

    缺點:成本極高

    碳纖維的強度高于超高強度鋼2倍以上,比鋁輕30%、比鋼輕50%,強度卻是鋼的7至9倍,最早用于航空、航天、軍工等科技高精尖領域,因為重量極輕、吸震能力優秀、舒適性高,但表面硬度不佳,當施予之外力高于其破壞強度時,會造成斷裂,也因為這個原因,碳纖維具備了在發生碰撞時強大的吸能表現。傳統的鈑金修復工作,對于碳纖維車身并不適用,發生碰撞后產生的形變部件,同樣也是以更換為主。


    類似于汽車鋼化玻璃的破碎原理,碳纖維能夠在正面碰撞時破碎成無數細小不會對人造成傷害的碎片,吸收大量的能量,但由于碳纖維很難回收再利用,碰撞后的碎片即使通過高溫分解,重新加工生產出的復合材料只具有碳纖維一半的硬度,因此碳纖維也成為了“一次性碰撞材料”。

    機械性能對比:對彈性體施加一個外界作用,彈性體會發生形狀的改變——“應變”,“彈性模量”的一般定義是:應力除以應變,材料在彈性變形階段,其應力和應變成正比例關系(即符合胡克定律),那么根據楊氏彈性模量,在機械性能對比一項,碳纖維硬度更強,韌性更高,碳纖維勝出。

    輕量化對比:碳纖維的密度是1.8g/cm3<2.7g/cm3,簡單來說,碳纖維密度更小,由于物質每單位體積內的質量更小因此更輕,碳纖維勝。

    耐久度對比:鋁合金的物理弱點在于由應力集中引起的金屬疲勞,會導致材料的強度下降;而碳纖維則是抗剪力能力相對較弱,當環氧樹脂和碳纖維形成復合材料之后,碳纖維被固化,纖維與纖維之間靠樹脂間的粘接作用進行聯系,同向排布的碳纖維之間容易出現撕裂情況,但隨著技術的發展,碳纖維通過平紋、斜紋、緞紋三種形式的編織排布,在逐漸優化這個問題,因此在不久的未來,碳纖維的耐久度只會比鋁合金更高。

    那么全鋁車身在碳纖維車身面前就沒有任何一點優勢嗎?當然不是,全鋁車身的造價成本相對更低一些,碳纖維的成本價下降需要大規模推廣生產技術,將其產業化。就目前而言,全鋁車身的使用率更高,未來是否會被碳纖維超過,成為業內車身材料的主流?就看誰控制生產成本的本事更大了。

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