10月,日本国土交通省及经济产业省制定了以2020年度为目标的更加严格的轿车新燃效标准。欧洲也将于明年大幅度强化汽车的二氧化碳排放规制。
随着规制的强化,电动汽车(EV)、混合动力车(HV)等环保车的普及已进入人们的视野。想改善燃效,延长行驶距离的车体轻量化必不可少。
在钢铁企业及化学企业致力于原料开发的背景下,碳纤维复合材料(CFRP)被寄予厚望。碳纤维复合材料的重量是铁的四分之一,强度却是10倍。东丽以及三菱丽阳、帝人这3家日本企业掌握着7成的世界市场份额。
碳纤维复合材料虽被采用于丰田高档车“雷克萨斯LFA”的骨架等,但其成型时间长成为瓶颈,一直被认为不适用于量产车。但是今年,碳纤维复合材料企业相继发布了着眼于实现量产的试制车。
车体骨架的重量为铁制骨架的五分之一
今年3月,帝人公司公布已成功掌握以世界最快速度——在1分钟之内成型的量产技术。使用的是加热即融化、冷却即凝固的“热可塑性树脂”。做法是对树脂中含有碳纤维的中间材料进行冲压成型。
以往的碳纤维复合材料主要是使用加热即凝固的“热硬化性树脂”。热硬化性碳纤维复合材料一般必须有烧结工序,成型过程最短也要花费5分钟。通过采用热可塑性树脂便可省去烧结工序,从而缩短成型时间。由此突破了决定能否进入量产车生产线的“1分钟屏障”。
此次试制的电动汽车的车体骨架为47公斤。两个成年人就能抬起来。既保持了可与铁制骨架匹敌的强度,而重量又只有铁制骨架的五分之一。
为了提高强度,帝人开发出了3种中间材料。对限定方向具有高强度的材料、对所有方向强度均等的材料等,根据使用部位的需要区分使用,由此实现了全部热可塑性碳纤维复合材料的车体骨架。
该公司开发出了热可塑性碳纤维复合材料之间、以及与不同原材料之间的接合技术,减少金属使用量,从而有助于实现轻量化。帝人将促动日本国内外的企业将采用这些新技术的碳纤维复合材料应用于量产车。