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CFRP碳纤维增强复合材料是汽车轻量化必由之路

发布时间:2016-04-17 | 来源: | 作者:

  全球资源和环境的双重压力,各国日益严格的排放标准,使汽车轻量化已经迫在眉睫。十三五规划及《中国制造2025》要求,到2020年,中国新能源汽车年销量将达到汽车市场需求总量的20%,约500万辆。同时根据国内相关政策要求,到2017年,新能源汽车要通过使用轻量化复合材料实现车身较大幅度减重的目标,这就给诸多材料企业带来了较大了空间和机会。

  作为一种轻量化材料,CFRP(碳纤维增强复合材料)以其轻质高强等优异性能被誉为材料领域皇冠上的明珠,是新能源汽车“轻量化”最有效的解决方案,能显着减轻产品的重量,被称为提高能源利用效率的理想材料之一,在汽车轻量化方面发挥着日益重要的作用。碳纤维复合材料的应用是汽车轻量化的必由之路,其在汽车上成功实现产业化应用也必将引领轻量化的大潮。

加工工艺(HP-RTM)

碳纤维增强复合材料零部件

  然该领域的发展仍然受到诸多因素的制约:首先是设计方面,国内在汽车设计方面的人才和资源匮乏,尤其是从事过碳纤维量产部件设计的人才非常稀缺;其次,在生产工艺方面,传统的航空航天领域的工艺,如热压罐、真空导入等,或由于生产效率低(几十分钟甚至几个小时制造一个部件),亦或是制造成本高,无法适应汽车工业化生产的需求,因此只有最新的工艺才能满足汽车行业的要求;此外,碳纤维原材料的成本高,极大程度上限制了其在汽车行业的应用。

  因此对于材料商们来说,相较于传统材料,CFRP这一新材料可谓是“着实难啃的骨头”。敢想、敢做是康得一贯的作风,在困难面前其选择勇往直前。 2014年10月,康得集团董事长钟玉先生应邀陪同李克强总理访德,并汇报了康得碳纤维产业的发展状况,得到了中德两国总理的高度肯定。康得集团作为中国最具潜力公司之一,高瞻远瞩,整合全球优势资源,倾力打造全球唯一、规模最大、技术最先进的从碳纤维、轻量化设计,工艺技术研发到智能化规模化生产完整的新能源汽车碳纤维部件产业生态链。康得为新能源汽车产业提供全方位轻量化解决方案,助力我国新能源汽车产业实现弯道超越,引起了业界的极大关注。

  而从目前的执行情况来看,康得此举并非虚张声势。在其现有的生态链布局中记者发现,康得目前已经完成了新能源汽车碳纤维车体及部件产业生态链的布局,覆盖碳纤维原材料生产、CFRP部件规模化生产、车身轻量化设计、基础工艺研发。该产业生态链具体包括:中安信的高性能碳纤维产业基地、康得复合材料的工业4.0版智能化碳纤维车体及部件制造基地、欧洲汽车轻量化设计中心和欧洲复合材料研发中心、以及德国Fritzmeier公司的工业化生产技术支持。

  其中,为弥补我国轻量化设计的短板,康得与全球与除宝马公司之外,全球范围内唯一拥有规模化生产碳纤维汽车部件设计经验的德国雷丁汽车设计公司,在慕尼黑合资建立KDX-Roding欧洲汽车轻量化设计中心。采用国际最先进的汽车轻量化理念及设计技术,为新能源汽车提供轻量化的整体解决方案。据相关人员介绍,Roding拥有自己的工程设计中心及制造工厂,独立设计研发并制造了全碳纤维复合材料结构驾驶舱及覆盖件跑车Roding Roadster,同时为BMWi8系列提供了轻量化设计方案。

  另外,其与德国国家级的碳纤维复合材料研究所(慕尼黑工业大学碳纤维研究所)合作建立了KDX欧洲复合材料研发中心,以欧洲先进的技术成果为基础,研发新一代的材料及工艺技术。据了解,慕尼黑工业大学碳纤维研究所在新能源汽车复合材料轻量化领域享有盛名,同时对宝马、奥迪、SGL、GE、空客、欧直等公司提供技术支持。

  相对于多数企业的“望而却步”,康得认为其也并非铤而走险,因为CFRP领域的巨大发展前景已毋庸置疑。当碳纤维复合材料部件达到一定量产后,与金属相比会具有一定的优势。随着轻量化紧迫性的不断增强,CFRP产品用量势必逐年增加,并且从长期来看,随着碳纤维原材料价格不断下降以及更高效的制造工艺技术的持续发展,碳纤维作为汽车部件材料的竞争力只会越来越强,将会广泛的应用于汽车行业。

  康得目前已实现了碳纤维复合材料部件的高效规模化生产,其深信将助推这一增长。它将自身最大优势总结为“全方位”“整合”:“全方位”是指从最初的原材料研发到轻量化设计,从原材料供应到工业4.0版智能化生产,可提供系列的、完整的交钥匙工程;“整合”则是指其为弥补国内短板,充分整合世界范围内资源,将世界优秀的人才和先进的技术引进来,包括世界范围一流的设计公司、研发团队、设备工装企业等,大大缩短了产品开发周期,降低成本,从而提供更优质的服务。“对于整个汽车行业,康得的新能源汽车碳纤维车体及部件产业生态链布局和产品与技术的突破,不仅能为新能源汽车同时可以为传统汽车产业提供模块化、系统化的轻量化解决方案。康得与行业内合作伙伴共同推动中国汽车轻量化协同发展,助力我国新能源汽车产业,实现弯道超车。”

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