碳纖維構件已經成為賽車減重的首選
如玻璃纖維增強材料將在成本上成為鋼材的有力競爭者,雖然它的重量減輕有限,但價格卻能為用戶接受。石墨合成材料盡管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽車工業上很難有所作為。
制造工藝決定使用范圍
采用新材料與先進的制造工藝是相輔相成的,汽車工業正在努力開發新的制造方法,對傳統的工藝進行更新。例如:適用于輕量化設計的連接工藝今年來有所發展,如德國某汽車公司在大批生產的轎車上采用CO2激光束焊接,與傳統的焊接工藝相比,焊接成的高強度鋼板車身的強度提高了50%。
又如,一些復合材料的SMC殼體的材料較厚,大約為2.5~3mm,限制了輕量化的幅度。法國雷諾公司采用新的A級表面精度的SMC模壓技術和低密度填料,減薄了零件厚度,使轎車殼體重量比普通SMC工藝下降了30%。
汽車外裝及結構件用纖維增強塑料復合材料
纖維增強塑料復合材料統稱為FRP,是一種纖維和塑料復合而成的材料。增強用的纖維為玻璃纖維、碳纖維和高強度合成纖維。母體樹脂根據使用要求,可用環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯等。汽車上常用的是玻璃纖維和熱固性樹脂的復合材料。
FRP作為汽車用材料具有材質請、設計靈活、便于一體成型、耐腐蝕、耐化學藥品、耐沖擊、著色方便等優點,但在這種材料用于大批量汽車生產時,與金屬材料比較還存在著生產效率低、可靠性差、表面加工差、材料回收困難等方面的問題。
FRP材料可用于制造汽車頂棚、空氣導流板、前端部、前燈殼、發動機罩、擋泥板、后端板、三角窗框、外板等外裝件。用碳纖維增強塑料復合材料制成的汽車零件,還有傳動軸、懸掛彈簧、保險杠、車輪、轉向節、車門、座椅骨架、發動機罩、格柵、車架等。