江苏碳纤维汽车配件与碳纤维的未来

碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料，也被称为碳纤维层压板，是下一代的材料，可以使汽车更轻、更节能、更安全。碳层压板非常坚固，因为它的编织层几乎是纯碳纤维，通过硬化塑料（如环氧树脂）粘合在一起。
由于纤维完全是碳纤维，其密度仅为每立方厘米1.6克（g/cc），与食糖的密度相当，从而形成密度约为1.3至1.5 g/cc的碳层压板。
然而，碳层压板的制造过程很复杂，既需要人工，也需要昂贵的机器人，这两者都会导致成品成本较高。而且，较常用的聚合物（环氧树脂）在注入碳纤维后需要24到50小时固化，进一步增加了成本，而钢的密度约为7.8g/cc。碳纤维比钢略硬，但重量只有钢的五分之一。碳层压板的密度如此之低，甚至**过了密度为1.8g/cc的较轻结构金属镁。
可以预见，高性能汽车在其结构中使用大量的复合材料来减轻重量并达到更高的更高速度、更快的加速或延长电池寿命（在电动汽车中）的性能目标。
然而，碳层压板的诱人外观，以及公众对这种神奇材料的迷恋，也导致了许多化妆品的应用。事实上，化妆品的应用正迅速发展成为大量生产的汽车。[碳纳米纤维制造智能纱线]
迈凯轮570S是一款全碳车身的汽车，它的结构面板和车身框架是由碳纤维层压板制成的。这辆价值18.5万美元的**级跑车拥有562马力的V8发动机和双涡轮增压器，使其加速0至60英里/小时（3秒），更高时速204英里/小时（328公里/小时）。因为大部分汽车是由复合材料制成的，所以它的重量只有3150磅（1429公斤）。
制造像570S这样具有完全复合结构的汽车是一项艰巨的任务。 自从1981年辆一级方程式碳纤维层压车到货以来，尽管在过去的35年里进行了大量的研究和开发工作，但该技术已经转变为少数几种生产车型。 一些较复杂的挑战是生产复杂形状的碳层压板，确保环氧树脂在整个零件中均匀渗透，同时考虑到材料从不同角度撞击时的不同强度性能（强度在纤维方向上更好） 并确保质量控制。克服这些挑战是昂贵的，因此碳层压复合材料仅广泛用于完全以性能为导向的型号，包括阿尔法罗密欧4C，新福特GT和混合动力保时捷918。经过漫长的历史的结果
不久前，汽车通过尽可能多地移除部件来减轻重量。较旧，轻便的保时捷车具有用于车门内部把手的尼龙绳，没有后排座椅，很少有高性能车辆配备无线电或任何其他非必要的设备。正如我们在迈凯轮650S内部看到的那样，情况已不再如此。汽车内饰还广泛使用碳纤维层压板，包括方向盘辐条，使设计师能够为导航系统增加重量和许多舒适功能。除了减轻重量外，碳纤维部件还具有美学作用：提醒客户使用其车辆结构中使用的先进材料。
体育版的豪华车也广泛使用复合材料，如玛莎拉蒂GranTurismo MC，其中整个发动机罩结构和大量其他部件由碳纤维层压板制成。在该示例中，使用大量接头，铆钉和螺钉来紧固碳层压件。工程师曾经认为，紧固件的钻孔会破坏纤维并使部件变弱。然而，创新的工程设计和广泛的测试已经解决了这些问题。
由于接触碳层压板的金属部件腐蚀速度更快，设计人员已开发出用于紧固件和碳层压板的特殊涂层。这些昂贵的汽车通常不会暴露在恶劣的环境中，并且往往能够获得更好的维护，这有助于更大限度地减少这一问题，但在将复合材料技术转变为主流汽车时仍然存在问题。与650S车型类似，Granturisom MC还包括多个内饰组件的碳纤维层压板装饰选项。前仪表板装饰件、安装在方向盘上的拨杆换档器、门槛镶块和侧门镶块均采用碳纤维层压板装饰件。然而，外观是在这些位置使用碳层压板的主要原因。一些装饰部件取代了以前型号中使用的木材或塑料，它们同样重量轻，这意味着碳纤维层压板在某些应用中仅用于装饰性用途。
碳复合材料也构成了Granturisom MC的许多外部部件。后扰流板、车门把手和后视镜壳体就是此类部件的示例。价值8.5万美元的凯迪拉克CTS-V也装备了类似的设备。受到空气动力载荷的大型部件，如扰流器和分流器，可以从碳层压板的刚度和重量轻中受益匪浅。然而，许多其他的外部装饰件是由碳层压板，主要是出于美观的原因。在许多汽车，如奥迪R8，这些装饰件是额外提供。但是，大型部件，如发动机盖和侧板，通过更换R8中的金属部件来减轻重量。
其他的，可以说在技术上更为显着的，复合材料长期以来一直被用于汽车上，而没有得到任何认可——丰田和其他公司长期以来一直使用精细分散的纳米粘土板来提高塑料保险杠的抗紫外线能力和尼龙风扇带的强度，但很少有人注意到它们，因为它们的外观非同寻常。
相比之下，外观迷人的碳纤维层压板已成为时尚宣言，因为没有其他材料复制纤维编织纹理、深黑色和高光泽碳纤维层压板表面光洁度的组合。
碳和电：
增加碳层压板结构使用的一个重要途径是电动汽车。轻量材料非常适合这个新兴市场的细分市场，因为一次充电的行驶里程对重量较为敏感，通过具有复杂的形状匹配结构部件，电池放置选项得到了改进，其外观与未来的电气氛围非常吻合。-汽车制造商正在努力实现这一目标。
随着电动汽车继续从高端市场（如宝马i8）转向更容易进入的细分市场（如特斯拉3型、宝马i3和大众eGolf），它们将继续依赖碳纤维层压板。i8和i3已经有用于减轻重量的碳层压板主体。
作为装饰件的广泛用途强调了在普通汽车中看到先进材料的普遍愿望。汽车购买者将碳纤维与高性能和高质量联系起来意味着这些材料在汽车行业的未来前景广阔。
晚些时候举行的2016年纽约国际车展上，我们预计将会更广泛地采用现有的碳纤维复合材料部件，例如后视镜外壳，扰流板和后扩散器。这些部件由专门的碳层压板制造商制造，现在可以以较低的成本为其他型号定制。今年也可能出现更广泛使用的一些大型部件，例如座椅结构。宝马i3在2015年销量达到11,024辆后，在车辆中广泛使用碳纤维层板，将在常规的恶劣驾驶条件下提供性能结果，并更好地估算维修成本。这些模型的数据将有助于将碳纤维层压板推向更主流的汽车。随着排放标准的加强，所有汽车都需要先进的材料才能实现减轻重量。新一轮的电动汽车可能会促进复合材料的功能和美学作用的合并，并且是连续的。