Kolfiberns roll i bilindustrin
Oavsett om man förbättrar en befintlig produkt eller utformar en helt ny produkt, är valet av ett bilkarossmaterial ett mycket viktigt steg för en biltillverkare,
Kompositer är den näst största materialklassen efter järnmetaller och legeringar (68% av fordonets vikt) och har ett brett spektrum av applikationer inom bilindustrin. Plast används i inredningskomponenter, dörr- och sätesaggregat och står för cirka 50% av kommersiella fordon. Användningen av plast har utvecklats över tiden, och tidig plast användes på grund av deras goda mekaniska egenskaper, utmärkta utseende, självfärgning etc. Men nu används plast främst i bilar och står för cirka 10-15% av den totala bilvikten på grund av deras låga vikt, hållbarhet, seghet, flexibel design, korrosionsbeständighet, hög prestanda och låg kostnad.
Den senaste kompositmaterialtekniken erbjuder betydande fördelar jämfört med konventionella material inom bilindustrin. Idag är kompositer ett lovande material för många applikationer. Fiberförstärkta plastkompositer är lättare material som erbjuder ett brett spektrum av fördelar för bilindustrin på grund av deras låga densitet och potentiella energi för att minska fordonsvikten. Kompositer är idealiska ersättare för metallkonstruktioner som absorberar slagenergi i fordons- och militära applikationer på grund av förbättrade slagprestandaegenskaper, energiabsorptionsförmåga, låg vikt och korrosionsbeständighet. Utmärkt korrosionsbeständighet och andra kemiska egenskaper kan hjälpa tillverkare att förlänga livslängden på enskilda komponenter och hela fordon. Förbättringar i fordonsdesign, skiftande lagkrav, fokus på hållbarhet och användning av lätta material i fordon har resulterat i en enorm tillväxt av plastkomponenter inom bilindustrin. Plast kan formas till komplexa geometrier från förnybara råvaror och har en mängd olika polymerer, vilket gör dem lätta att byta ut i flera delar och lättare att passa in i integrerade tillbehör. Ökningen av användningen av plast och dess tillämpning i fordonets yttre och inre komponenter visas i diagrammet.
Kolfiber avser ett material tillverkat av kolatomer arrangerade i långsträckta kristaller och vävda i ett tyg. Tyg i kombination med epoxiharts kan formas till nästan vilken form som helst som inte kan byggas med traditionella material, så bilindustrin har börjat använda kolfiber för att skapa starka, lätta komponenter för att öka hastigheten, förbättra aerodynamiken och bränsleeffektiviteten . Kolfiberförstärkt plast (CFRP) är ett hållbart, lätt, dyrt kompositmaterial, men när det används för att göra en kropp är det mer än 50% lättare än en stålkropp och 30% lättare än en aluminiumkropp. Det har flera fördelar jämfört med traditionella metaller, draghållfasthet, låg vikt, kemisk resistans, hög temperaturbeständighet och låg termisk expansion, vilket gör den lämplig för applikationer som kräver bärande konstruktioner , Den producerar komplexa former och delar Tillverkningsbarheten och hög drag- och tryckhållfasthet hos CFRP gör CFRP till en potentiell ersättning för traditionella material som stål i många applikationer, såsom karosspaneler, fjädring, styrning, bromsar (kolfiberförstärkt kiselkarbid) och andra tillbehör. CFRP används fortfarande främst för icke-strukturella och dekorativa element, men under det senaste decenniet har det skett betydande framsteg i strukturella applikationer och har potential att tillverka chassistrukturer, stötfångare, motorfästen, takpaneler, bakskärmar, huva och förstyvningsstruktur.
Som framgår av figuren stod bilindustrin 2012 för 5% av den globala kolfiberanvändningen (2150 ton) och fortsatte att växa under de följande åren. Anledningen är att förändringar i lagstiftning och konsumentpreferenser tvingar biltillverkare att använda kolfiber för att producera lätta fordon som förbrukar bränsle effektivt och avger mindre kol när de används. Enligt den globala CRP-marknadsprognosen från 2013 förväntas kolfiberapplikationer inom bilindustrin växa med cirka 34% årligen och nå nästan 23 000 ton år 2020.
Kompositmaterial har potential och utmärkta möjligheter för produktion av lätta fordonskomponenter och strukturer. Kolfiberförstärkt plast (CFRP), som har egenskaper som är direkt relaterade till bilindustrins behov, påverkar redan, som också använder den för att tillverka karosskonstruktioner och andra fordonskomponenter. Medan plast och kompositer kan vara en del av en stor lösning för biltillverkare, är bearbetningskostnaderna för dessa fibrer för höga, och forskning om att producera billiga fibrer och kompositer har väckt industrins intresse, vilket har lett till utvecklingen av stora fordonskroppskomponenter. Det är möjligt att använda fiber i medelstor och stor skala. Hjälper till att minska vikten och förbättra fordonets bränsleeffektivitet.
