卓爾泰克CEO談碳纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

Zoltek Automotive（卓爾泰克汽車公司）的CEO David Stewart與記者暢談了碳纖維復(fù)合材料逐漸出現(xiàn)的新用途。

Stewart表示，目前碳纖維在風(fēng)能產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用要大大高于汽車行業(yè)。到底是什么因素驅(qū)使汽車制造商如此堅(jiān)定的引入碳纖維制造。

碳纖維在生產(chǎn)過程中需要應(yīng)用截然不同的制造工藝：周期時(shí)間（Cycle time）最為重要，其中復(fù)雜的幾何零部件制造工藝比較復(fù)雜。

Zoltek公司對(duì)碳纖維未來用量做出的估計(jì) 內(nèi)容來自123456

哪類美國OEM汽車制造商最易使用復(fù)合材料部件？ 內(nèi)容來自123456

Stewart：這確實(shí)是個(gè)巧妙的問題。說實(shí)話，我無法對(duì)他們每個(gè)企業(yè)的發(fā)展機(jī)會(huì)做出評(píng)論。我會(huì)說，GM（通用汽車）和Ford（福特汽車）各自擁有發(fā)展預(yù)算，能夠讓他們更容易抓住發(fā)展碳纖維汽車部件的機(jī)會(huì)。近期由于汽油價(jià)格的不斷上漲，加上人們對(duì)保護(hù)環(huán)境的更多重視，是的OEM制造商們統(tǒng)統(tǒng)將研發(fā)的重點(diǎn)投放到碳纖維上。

OEM制造商在開發(fā)復(fù)合材料過程中面臨的最大挑戰(zhàn)是什么？ 123,123

復(fù)合材料在可替代材料解決方案中是具有最大爭議的，理由是，這種新型材料所采用的加工工藝與傳統(tǒng)材料完全不同。設(shè)計(jì)與制造工藝完全改變，使得制造商現(xiàn)有的加工機(jī)械要完全更新?lián)Q代才能完成這一新材料的制造。這對(duì)于制造商來說，無疑是一項(xiàng)巨大的投資和挑戰(zhàn)，例如：設(shè)計(jì)，測試，質(zhì)量管理等等。 本文來自123

為什么目前汽車工業(yè)還未能最大程度的應(yīng)用碳纖維到制造工業(yè)中？ 123456

對(duì)于目前的汽車制造商來說，要將碳纖維制造技術(shù)應(yīng)用到量產(chǎn)汽車中，確實(shí)還有一個(gè)努力的過程。在過去的幾年中，我們確實(shí)看到了一些顯著的發(fā)展。使得碳纖維在汽車中的應(yīng)用進(jìn)程大大加快。汽車工業(yè)在應(yīng)用一款新型替代材料之前，制造商需要選擇一種較小生產(chǎn)規(guī)模和資本投入，以及對(duì)環(huán)境友好的原材料。經(jīng)過了這么多年，我們公司能夠達(dá)到CAFé（平均燃油效率）的要求。 123456

Zoltek公司對(duì)碳纖維未來價(jià)格走勢做出的估計(jì)

未來Zoltek是否在批量生產(chǎn)中型汽車部件中看到市場？ copyright 123456

我們確實(shí)對(duì)量產(chǎn)的碳纖維結(jié)構(gòu)件非常感興趣，包括壓縮成型、 注射成型。我們不太喜歡噴涂零部件，因?yàn)椴煌闹圃旃に嚧嬖谝欢ǖ碾y度。驅(qū)動(dòng)器軸、 機(jī)箱、 柱、 黃銅梁、 保險(xiǎn)杠梁、 進(jìn)氣歧管和油箱。

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目前業(yè)內(nèi)將采用何種方法幫助碳纖維實(shí)現(xiàn)可回收性？

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目前有很多不同的方法，可以評(píng)估最終用途。在歐洲，你必須考慮原材料在達(dá)到使用壽命后如何回收的問題。這對(duì)于熱固性和熱塑性復(fù)合材料就要面臨不同的問題。目前與我們合作的公司正在著重開發(fā)碳纖維的回收利用技術(shù)。使用回收碳纖維制作的部件也是可回收的，因?yàn)樘伎梢员Ａ粼夹阅苤兄匾囊徊糠?，即便是在二次利用后也是如此；此外，回收過程本身就已經(jīng)大大減少了能源消耗。

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行業(yè)背景

作為構(gòu)成汽車以塑代鋼的重要輕量化材料——玻璃鋼/復(fù)合材料，與汽車節(jié)能、環(huán)保、安全有著密不可分的關(guān)系。采用玻璃鋼/復(fù)合材料制造汽車車身殼體及其他相關(guān)部件，是使汽車輕量化最有效的途徑之一；玻璃鋼/復(fù)合材料的問世，為汽車造型設(shè)計(jì)提供了重要的變革條件，利用其設(shè)計(jì)自由度大和成型方便的特點(diǎn)為汽車產(chǎn)品的造型、功能增添了新奇與美感，實(shí)現(xiàn)汽車車身流線型的設(shè)計(jì)理念；同時(shí)，玻璃鋼/復(fù)合材料還具有安全、低噪音、保溫隔熱等優(yōu)良性能。由于汽車的質(zhì)量減輕，滾動(dòng)阻力減少，進(jìn)而收到降低油耗、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染以及保證安全等一系列效能。

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福特公司研究表明，復(fù)合材料可以將零部件的數(shù)量減為原來的80%，加工費(fèi)用相對(duì)鋼材降低60%，粘結(jié)費(fèi)用相對(duì)焊接減少25%到40%。復(fù)合材料是汽車工業(yè)保持競爭優(yōu)勢的潛在源泉。近年來，復(fù)合材料在促進(jìn)汽車零部件模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面取得了長足發(fā)展。所謂模塊化生產(chǎn)，即是以一個(gè)零件（或部件）為中心將周邊的零件組合在一起經(jīng)一次成型加工而成，這樣可以減少許多制造工藝和模具數(shù)量，進(jìn)而降低整車的生產(chǎn)成本，使汽車在市場上有強(qiáng)大的競爭能力。如：1）福特F250/340“皮卡”及Explorer和Mountaineer SUVs的腳踏板采用40%長玻纖聚丙烯注塑成型制造的，取代用43個(gè)零件組裝的部件。2）福特金牛座和水星黑貂轎車的前圍里下散熱器托架，原鋼制的有22個(gè)零件，而采用SMC的才需2個(gè)件，重量大減，成本降14﹪。3）BMW系列的汽車變速箱組件采用35%玻纖增強(qiáng)PA66制成，它集成了許多零部件于一體，節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)體內(nèi)的寶貴空間。4）德國梅德賽斯－奔馳汽車公司在Atego、Vario、和Unimog三種型號(hào)輕型載貨汽車上，使用玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料（5%玻璃纖維增強(qiáng)尼龍）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋁金屬材料制造搖臂蓋，實(shí)現(xiàn)油分離器和搖臂蓋的一體化設(shè)計(jì)，顯著降低發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪音。

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未來的汽車與現(xiàn)在的汽車在很多方面不會(huì)有太大的區(qū)別，但設(shè)計(jì)思想會(huì)有很大不同。當(dāng)今社會(huì)，人們目光的角度已逐漸轉(zhuǎn)到人與自然的關(guān)系問題上，環(huán)境與能源問題成為世界上每個(gè)國家能否生存和發(fā)展的關(guān)鍵。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高以及各國環(huán)保法規(guī)的相繼出臺(tái)，綠色汽車已經(jīng)成為未來汽車發(fā)展的必然趨勢。而復(fù)合材料作為未來汽車材料發(fā)展的主流，必將在其中扮演非常重要的角色。構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)，形成聯(lián)盟和集團(tuán)化的組織系統(tǒng)，這將更充分的利用各方面的資源（技術(shù)資源、物質(zhì)資源），緊密聯(lián)系各方面的優(yōu)勢，以推動(dòng)復(fù)合材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。汽車工業(yè)的發(fā)展日新月異，復(fù)合材料的研究也是一日千里，各種新型的車型，新式的材料不斷地涌現(xiàn)?？梢灶A(yù)測在不久的將來，更高性能的復(fù)合材料將更大范圍地應(yīng)用在汽車領(lǐng)域中。