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皮肤下:碳纤维如何流传至主流

在赛车运动之外,高级碳纤维增强塑料(CRFP)结构的常规用户包括迈凯轮,宝马和兰博基尼。这家意大利公司于2010年建立了一家新工厂,以自行生产Aventador硬壳汽车,并开发了自己的工艺“ RTM-Lambo”。

RTM –用于树脂传递模塑–通常包括将干燥的无树脂叠层压制成两部分的模具,然后注入树脂。RTM-Lambo是制造高质量车身部件的低成本方法。

Aventador浴缸的上半部分采用“预浸料”方法制成并部分固化。预浸料是预浸渍树脂的碳纤维毡。它成卷装进来,并像现成的油酥点心一样存放在冰箱中,以防止其脱落。预浸料是使部件具有A级光泽的最佳方法,但价格昂贵,因此,浴缸的下半部使用RTM-Lambo(如RTM)制成,但首先要添加少量,精确的树脂以进行预浸处理。 -形成基本形状。最后,将顶部和底部组件在一个大模具中压在一起,进行浸渍和固化,以制成单层外壳。

迈凯轮汽车的前任大师于2010年推出迈凯轮汽车时,将全球最大的CRFP量产汽车硬壳订单交给了萨尔茨堡的Carbo Tech公司。与兰博基尼的方法不同,迈凯轮的Monocells是使用直接的RTM在重量为35吨的钢模具中制成的。目的不是要加快该过程,而是要从机箱中压缩最终性能。即便如此,每个汽缸的制造速度还是迈凯轮F1超级跑车的10倍。现在,迈凯轮拥有自己的资源,即设在谢菲尔德的耗资5000万英镑的创新中心,用于内部生产Monocells和Monocages,其中第一台已于3月交付给迈凯轮生产中心。

主流中碳纤维的壁垒一直是成本,部分原因是原材料本身,但主要是因为碳纤维的人工处理在复杂结构的制造中仍然起着很大的作用。生产和加工成本占部件总成本的33%至75%。宝马系列的“碳芯”是一种混合设计,钢制部件与碳一起嵌入模具中,但是尽管有传言称随后的5系车身外壳也将效仿,但它并没有坚持使用钢,铝和镁。与主流CRFP车身外壳最接近的是宝马i3,但它和它的构造可能不一定会在当前型号之后继续。

不过,削减成本的突破可能即将出现。福伊特复合材料公司开发了一种自动化系统,称为福伊特粗纱喷洒器,可为奥迪A8生产CRFP后面板和包裹架,称其为“复合材料领域的突破性技术”。不过,就目前而言,铝仍然是批量生产汽车的最爱,并且更具可持续性,与首先制造铝相比,铝的再循环能源要少95%。

开拓进取

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