节能减排是近年来汽车行业产品优化的主要方向。复合材料因其轻质高强等一系列优异性能，已成为汽车轻量化发展的主要选材。随着新材料技术的发展、制造技术的更新迭代，复合材料在汽车领域的应用也越来越广泛。美国能源部等部门和机构的数据显示，汽车整体重量每下降10%，油耗可降低6%-8%，排放可降低5%-6%，可见汽车轻量化是减少油耗、保护环境的有效途径。
材料种类包括碳纤维增强聚合物基复合材料，玻璃纤维增强热塑性复合材料，天然纤维（木，竹）复合材料。其中，碳纤维增强聚合物基复合材料应用有跑车整车，车顶板，主承力结构（翼子板，车门等），玻璃纤维增强热塑性复合材料应用在导流罩，保险杠，车身，底盘，车门，车窗，挡泥板等，天然纤维（木，竹）复合材料应用在车门板，车身，尾翼等。
汽车用碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）
图1. 高端跑车底盘
碳纤维复合材料具有更高的轻量化效果、高结构承载能力、抗冲击吸收能力，可以实现大型部件整体成型等优势。在汽车上运用最多的地方就是车身，诸如引擎盖、车架、车顶框架及加强筋、A/B/C/D立柱及车门、扰流板、顶板、翼子板等。如图1材料特性：CFRP的密度约为1.6g/cm3，不足钢材密度的1/4，同时拥有优异的力学性能、环境耐候性、尺寸稳定性、可设计性、高吸能效率及减震性，在碰撞中的能量吸收能力是钢或铝的4-5倍，用于车身结构部件具有良好的碰撞安全性。
TRAVEL
汽车用玻璃纤维增强热塑性复合材料（GMT）
玻璃纤维毡增强热塑性复合材料是指以热塑性树脂为基体，以玻璃纤维毡为增强骨架的新颖、节能、轻质的复合材料，主要是玻璃纤维增强PP、玻璃纤维增强PA66或PA6，以及少量PBT、PPO材料，应用于非承受力或次承受力的结构件，主要用于座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、脚踏板、前端、地板、护板、后牵门、车顶棚、行李托架、遮阳板、备用轮胎架等部件。如图2、图3.材料特性：GMT的强度和手糊聚酯玻璃钢制品相似，其密度为1.01-1.19g/cm，比热固性玻璃钢(1.8-2.0g/cm)小，因此，它具有更高的比强度，比模量，耐疲劳性能好，阻尼减震型号，破坏安全性高、耐腐蚀等优越性能，用GMT材料做的汽车门自重可从26Kg降到15Kg，并可减少背部厚度，使汽车空间增大,能耗仅为钢制品的60%-80%，铝制品的35%-50%。因此能够在汽车节能减重的同时更具有安全和舒适性。
汽车用天然纤维增强复合材料（NFRP）
天然纤维增强复合材料一般使用聚酯或聚丙烯为基体树脂，使用木纤维、麻纤维和其它天然纤维（秸秆、竹子、甘蔗、椰壳等）为增强材料。基体树脂价格低廉，纤维原材料来源广泛、价格也都非常低，所以天然纤维复合材料有其它复合材料无法比拟的价格优势。而且，天然纤维复合材料的比强度还高于玻璃纤维复合材料，采用天然纤维复合材料代替玻璃纤维复合材料制造汽车零部件可以实现5%～15%的轻量化。生产的产品有：轿车的门内板、行李厢、顶棚、座椅背板、衣帽架、仪表盘；以及卡/客车的车厢内衬板、门板、顶棚、座椅背板等。如图4.
图4. 汽车内饰
目前，发达国家已经有很多天然纤维增强复合材料的研究成果应用于汽车行业，取得了相当好的效用，特别是近些年开发出来的新型天然纤维复合材料，纤维含量更高、密度更低、性能更加优异。新型轻质天然纤维增强复合材料密度一般小于1 g/cm3，麻纤维或竹纤维含量高达60%以上，甚至达到70%。
联系客服
