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《復合材料世界》:2014碳纖維大會會議系列報道(二)—汽車行業

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-12-18  來源:中國復材展組委會  瀏覽次數:222

  論起碳纖維應用最熱門的行業,其中之一當屬汽車制造。在本屆碳纖維大會的25場講座中,有2場直面了這個主題。

  在題為“汽車市場愈顯的機遇與挑戰——CFRP是否準備就緒?”的演講中,專門從事碳纖維及其他復合材料市場分析的咨詢公司Composites Forecasts and Consulting LLC總裁Chris Red透露了一組數據。在對比了鋼材和碳纖維的使用成本(碳纖維:42美元/千克;鋼材:1.46/千克)之后發現,雖然兩者成本懸殊,但仍有104款車型不同程度地使用了碳纖維材料。盡管如此,他做出的判斷仍是:“在未來十年內,碳纖維還無法實現在中高年產量的量產車上的規模應用。原因很簡單,成本昂貴,量產工藝尚不成熟。”碳纖維值得期待的應用還將集中在中高端跑車、運動賽車和一些高端越野車上。Red表示,目前汽車市場只占碳纖維應用的6%。
 

  Red稱,目前碳纖維應用到汽車行業的最佳方向并不是車體結構或是外層面板,而是在懸掛組件(suspension component)中,比如車底板、傳動系統、制動系統和車輪上。在所有的汽車原始設備制造商中,德國寶馬和德國大眾是采用碳纖維材料最多的兩家。在汽車零部件廠商方面,由SGL集團和意大利制動系統制造商Brembo SpA成立的合資企業是使用碳纖維最多的企業之一。毫不意外的是,70%的碳纖維零部件供應商位于歐洲,包括意大利ITCA Colonnella SpA、法國Sotira、德國Mubea Carbo Tech Composites GmbH等。再有就是一些北美的企業,包括美國Morrison Molded Fiberglass Co. 、加拿大Multimatic Inc. 和美國Plasan Carbon Composites。Red預測說,如無明顯的需求增長,未來十年中汽車行業將消耗超過7860萬千克的碳纖維材料。“除了風電市場之外,這大概是碳纖維應用最大的機會了。”

  在另外一場講座中,來自福特汽車先進工程中心復合材料小組的技術主任Patrick Blanchard向與會者介紹了汽車原始設備制造商在輕量化方面所做的努力。他指出,美國政府制定的CAFE標準(Corporate Average Fuel Efficiecy,國家平均燃油效率)規定了每年的燃油效率提升目標。到2025年,全美的燃油效率需要提高3.5個百分點。為此,汽車原始設備制造商們在輕量化方面絞盡了腦汁。不過,福特的研究表明,汽車重量并不是消費者所關心的。“作為消費者,他們真正關心的是汽車的安全性能、制動系統靈敏度以及駕駛操作的簡易。盡管這些性能都受到車重的影響,但車重本身并不是消費者直接關心的。”在講座的最后,Blanchard表示傳動系統技術上的突破,包括采用混合動力或者純電力,將會使像福特這樣的汽車公司滿足CAFE標準,減輕車重對于提高燃油效率來說不是一種必須的方法。當然,他補充說,這并不是說減輕車重不重要。自1998年以來,就小汽車和卡車而言,每年新款的增重分別是7.7千克和19.5千克。福特汽車在輕量化的道路上目前更傾向于鋁料和輕質鋼材,因為這些傳統的金屬材料與福特的制造生產線最為契合。碳纖維若要想取而代之,必須滿足如下條件:能夠實現規模量產;提升產品設計能力包括CAE(Computer Aided Engineering,計算機輔助工程設計);擁有靈活的修復技術;保證穩定的供應量;提升與汽車涂漆工藝的兼容性。值得注意的是,Blanchard并沒有把成本因素列在其中。在隨后的問答環節中,他表示相較于碳纖維本身的使用成本,更大的成本障礙其實來自于為了采用碳纖維材料,福特的整個生產線系統需要進行全新的改造。“福特汽車在全球共有39個生產工廠,每年生產700萬汽車。改造全部的生產線來適應碳纖維材料的成本是及其昂貴的。”不過Blanchard表示他相信復合材料是未來汽車應用的一個趨勢,福特汽車對于使用碳纖維也是持肯定態度的。
 


  福特汽車在以往的表述中,向來將成本列為制約碳纖維應用的重要因素。而此次Blanchard講演中的表述卻大不一樣。并且在此次講演中,Blanchard也未曾言及福特與陶氏化學共同研發非PAN基碳纖維原絲一事。而這項研究一旦出現成果,將會大大降低碳纖維的使用成本,促進其在汽車行業的應用。由此看來,在碳纖維供應商和汽車原始設備制造商之間,還有很多事情懸而未決。

 
關鍵詞: CFRP 汽車行業
 
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