Perché la fibra di carbonio sta diventando sempre più popolare nell'industria automobilistica?

la fibra di carbonio (CF) è un nuovo tipo di materiale in fibra ad alta resistenza e un alto modulo di contenuto di carbonio superiore al 95%. È composto da microcristalli di grafite lamellare e altre fibre organiche impilate lungo la direzione assiale della fibra e ottenute per carbonizzazione e grafitizzazione di materiali di inchiostro microcristallino. La fibra di carbonio è un nuovo materiale con eccellenti proprietà meccaniche. La sua proporzione è inferiore a 1/4 di quella dell'acciaio. La resistenza alla trazione del composito in resina in fibra di carbonio è generalmente superiore a 3500 Mpa, che è 7 ~ 9 volte quella dell'acciaio. Ma il materiale in fibra di carbonio solo lungo la direzione dell'asse della fibra mostra una resistenza molto elevata, la sua resistenza all'impatto è scarsa e facile da danneggiare, quindi la produzione di componenti strutturali spesso utilizza il suo vantaggio di resistenza alla trazione ed evita la parte di impatto laterale del cuscinetto.

Con la ricerca accademica dalla fibra di carbonio a fibra corta alla fibra di carbonio a fibra lunga, la tecnologia e i prodotti che utilizzano la fibra di carbonio per realizzare materiali riscaldanti sono gradualmente entrati nel campo militare e civile. I compositi in fibra di carbonio per autoveicoli possono essere utilizzati come alberi di trasmissione per autoveicoli, molle a piastra, telai e pastiglie dei freni. Attualmente, i materiali in acciaio rappresentano circa 3/4 del peso di una carrozzeria. Se tutte le parti in acciaio di un'auto fossero sostituite da materiali compositi in fibra di carbonio, il peso della carrozzeria sarebbe ridotto di 300 kg, l'efficienza del carburante sarebbe migliorata del 36% e le emissioni di anidride carbonica sarebbero ridotte del 17%.

1. Applicazione della carrozzeria e del telaio di automobili, poiché il materiale composito a matrice polimerica rinforzata con fibra di carbonio ha una resistenza e una rigidità sufficienti, è il materiale più leggero per la produzione di parti strutturali principali come carrozzerie e telai di automobili. SI VALUTA CHE L'APPLICAZIONE DI MATERIALE COMPOSITO IN FIBRA DI CARBONIO PUÒ RIDURRE LA MASSA DELLA carrozzeria e del telaio dell'AUTOMOBILE del 40% ~ 60%, che equivale a 1/3 ~ 1/6 della massa della struttura in acciaio. La solita carrozzeria dell'auto da corsa e la carrozzeria dell'auto parzialmente modificata sono tutte adatte a questo scopo e gli effetti visivi sono eccellenti e molto interessanti.

2. L'applicazione delle pastiglie dei freni, la fibra di carbonio viene applicata anche alle pastiglie dei freni a causa della sua protezione ambientale e delle caratteristiche di resistenza all'usura, ma i prodotti contenenti materiali compositi in fibra di carbonio sono di fascia alta, quindi questo tipo di pastiglie dei freni viene utilizzato principalmente in auto di alto livello. I dischi freno in fibra di carbonio sono ampiamente utilizzati nelle auto da corsa, come le auto di F1. Può ridurre la velocità dell'auto da 300 km/h a 50 km/h a una distanza di 50 m, momento in cui la temperatura del disco del freno aumenterà a più di 900 ℃ e il disco del freno diventerà rosso perché assorbe molta energia termica. I dischi freno in fibra di carbonio possono resistere a temperature fino a 2 500 ° C e offrono un'eccellente stabilità in frenata.

3, l'applicazione del mozzo della ruota, gli esperti di produzione di mozzi della ruota in Germania hanno lanciato la serie di ruote, adottando un design a 2 pezzi, l'anello esterno è realizzato in materiale in fibra di carbonio e il mozzo interno è una lega leggera, con viti in acciaio inossidabile, rispetto a la dimensione generale della massa della ruota è inferiore di circa il 40%. Un mozzo da 20 pollici, ad esempio, pesa 6 kg, mentre un mozzo tipico pesa circa 18 kg. La ruota speciale per automobile avanzata di tipo RX-X prodotta da Kahm of Britain utilizzando CFRP ha una massa di soli 6 kg, che può funzionare ad alta velocità e ridurre al minimo la forza di inerzia radiale della ruota. Sviluppata da DYMAG nel Regno Unito, la ruota in fibra di carbonio/magnesio più leggera al mondo è composta da due parti, una rete della ruota in fibra di carbonio e un disco del freno in magnesio, collegati da uno speciale hardware placcato in titanio.

4, l'applicazione della forza dell'albero di trasmissione dell'albero di trasmissione dell'automobile è più complessa, in particolare deve sopportare una coppia elevata, tenendo pienamente conto dell'anisotropia del materiale composito rinforzato con fibra di carbonio, dell'elevata resistenza e del modulo delle caratteristiche di relativamente basso, utilizzando così la fibra di carbonio albero di trasmissione composito rinforzato per sostituire i prodotti in metallo, soddisfare i requisiti di utilizzo. L'albero di trasmissione in fibra di carbonio non solo riduce il peso del 60%, ma ha anche una migliore resistenza alla fatica e durata.

Finché l'applicazione della fibra di carbonio nell'automobile è quella di raggiungere il peso leggero dell'automobile e soddisfare la rigida domanda dell'automobile, non solo può soddisfare la domanda globale di risparmio energetico e riduzione delle emissioni, ma anche soddisfare il problema del risparmio di carburante legato alla Volkswagen.

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