位于加州的特斯拉汽车公司生产的双人座纯电动汽车特斯拉Roadster跑车(Tesla Roadster Sport)在底特律车展上大放异彩。目前该公司已经接到该跑车的订单。特斯拉Roadster最大的特点就是高功率和轻重量。当然,如此轻的车身重量,还是由于制造过程中,使用了碳纤维/环氧轻质复合材料。特斯拉公司表示,开发该款车型,公司共计耗时两年,经历了设计、原型制作、测试、改进设计、再测试、会议讨论等过程。
特斯拉公司在RTM工艺中应用了碳纤维毡生产汽车行业复合材料零部件。车身面板采用三明治结构,面板为碳纤维复合材料,芯材为玻璃纤维和聚合物。公司官方数据显示,特斯拉Roadster0~60公里仅需3.7秒,美国销售起价为12.85万美元,欧洲销售起价为11.2万欧元(不含增值税)。
特斯拉Roadster跑车采用创新的轻体碳纤维环氧复合材料车身面板,是纯电动敞篷跑车。
英国汽车制造商莲花公司,也帮助特斯拉公司一起投入对这款电动车辆的研发工作。预计莲花公司在不久也将推出其电动车型。这也是自从公司在1995年推出Elise车型后,再次推出其电动系列车型。Evora跑车采用了铝制底盘,复合材料车顶和车身面板,使得车身整体具有更高刚度。
减重300公斤?
工程聚合物专家泰科纳公司估计如果汽车制造商现在就使用塑料代替金属,中型客车有望减低50公斤。从中期来看,今天汽车中平均900公斤的钢材和其它金属确实可以通过使用替代材料如复合材料和混合材料解决方案做到减重300公斤。举个例子,大众公司使用泰科纳公司的Celstran®+型长纤维增强热塑性材料(以下简称 LFRT)生产高尔夫Plus这款汽车的仪表板。结果是应用新型复合材料不但能够比金属零部件减少加工步骤,而且仪表板的重量能够减重8公斤,并且降低了生产成本。
主营热塑性聚合物的RTP公司将集中生产聚丙烯LFRT商业化,为了更加适合汽车行业的需求。Lucintel公司①行业研究人员表示,由于具备高耐冲击性和适合制造结构件,LFRT复合材料已成为今日塑料工业领域成长最快的一类原材料。与金属材料相比,LFRT具有更高的比强度和抗冲击性,提供更大的设计灵活性,和更好的耐化学腐蚀性能。尽管工业原材料数不胜数,但是先进的技术以及满足汽车工业的需求,是促进LFRT复合材料迅猛发展的主要原因。
LFRT复合材料的同类竞争品包括:短纤维增强塑料,玻璃纤维毡热塑性塑料,SMC/BMC和金属。Lucintel公司的市场研究人员表示,目前在汽车业应用领域中,SMC正在受到来自玻璃纤维毡热塑性塑料的挑战:后者成型时间更短且保质期更长,而且无论在高温和低温的情况下,其抗冲击性能都更强。因此,Lucintel公司预计高级玻璃纤维毡热塑性塑料将在今后的汽车工业更广泛用于车身外部面板的制作中。
福特汽车公司已明确表示,到2020年提高40%的燃油效率,减重是能够帮助其实现这一目标的主要途径。根据原型试验车,福特公司的目标是将现行车辆减重340公斤,而不会降低驾驶安全性能。为了实现这一目标,福特公司的科研人员选中了纳米技术,使产品重量更轻,更具耐久性和提高燃油效率。福特认为,纳米技术在汽车应用中拥有巨大潜力。