碳纤维构件已经成为赛车减重的首选
如玻璃纤维增强材料将在成本上成为钢材的有力竞争者,虽然它的重量减轻有限,但价格却能为用户接受。石墨合成材料尽管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽车工业上很难有所作为。
制造工艺决定使用范围
采用新材料与先进的制造工艺是相辅相成的,汽车工业正在努力开发新的制造方法,对传统的工艺进行更新。例如:适用于轻量化设计的连接工艺今年来有所发展,如德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接,与传统的焊接工艺相比,焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50%。
又如,一些复合材料的SMC壳体的材料较厚,大约为2.5~3mm,限制了轻量化的幅度。法国雷诺公司采用新的A级表面精度的SMC模压技术和低密度填料,减薄了零件厚度,使轿车壳体重量比普通SMC工艺下降了30%。
汽车外装及结构件用纤维增强塑料复合材料
纤维增强塑料复合材料统称为FRP,是一种纤维和塑料复合而成的材料。增强用的纤维为玻璃纤维、碳纤维和高强度合成纤维。母体树脂根据使用要求,可用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯等。汽车上常用的是玻璃纤维和热固性树脂的复合材料。
FRP作为汽车用材料具有材质请、设计灵活、便于一体成型、耐腐蚀、耐化学药品、耐冲击、着色方便等优点,但在这种材料用于大批量汽车生产时,与金属材料比较还存在着生产效率低、可靠性差、表面加工差、材料回收困难等方面的问题。
FRP材料可用于制造汽车顶棚、空气导流板、前端部、前灯壳、发动机罩、挡泥板、后端板、三角窗框、外板等外装件。用碳纤维增强塑料复合材料制成的汽车零件,还有传动轴、悬挂弹簧、保险杠、车轮、转向节、车门、座椅骨架、发动机罩、格栅、车架等。