보다 엄격한 배출 기준과 저탄소 생활을 사람들이 받아 들일 경우, 에너지 절약과 배출 감소는 자동차 산업에서 중요한 연구 주제가되었습니다. 제한된 에너지 혁신의 경우, 경량화는 문제를 푸는 열쇠 중 하나입니다.
2015 년 세계 총 차량 판매량은 9,810 만 개로 2014 년의 8,717 만 개에 비해 2.2 % 증가했습니다. 2020 년에는 생산 능력이 1 억 개에 달할 것으로 예상됩니다. 2015 년에는 글로벌 탄소 섬유 자동차 시장 수요는 1 만톤이 넘었고 2020 년에는 2 만톤을 상회 할 것으로 예상됩니다. 향후 5 년간 평균 연평균 성장률은 21 %에이를 것이며 이는 가장 빠르게 성장하고 가장 까다로운 분야 중 하나가 될 것입니다.
1) 초고속 주행 - 탄소 섬유를 처음으로 소개
자동차 산업에서 탄소 섬유 복합 재료를 도입 한 이유는 주로 탄소 섬유가 기존의 강재 및 알루미늄보다 더 뻣뻣하지만 무게가 가볍기 때문입니다. 그러나 높은 비용, 긴 생산주기 및 불안정한 공급망으로 인해 자동차 업계는 소용량, 고가의 슈퍼 스포츠카에 처음으로 사용됩니다.
1981 년, McLaren은 먼저 포뮬라 1 MP4 / 1에 통합 탄소 섬유 프레임을 사용했습니다. 2000 년 이후, 페라리 (Ferrari) 및 람보르기니 (Lamborghini)와 같은 수퍼 카 제조업체는 탄소 섬유 복합 재료를 사용하여 자동차를 제작하기 시작했습니다. 대부분의 다른 자동차 제조업체들은 탄소 섬유 소재를 사용하는데, 이는 주로 일부 신체 부위와 인테리어에 사용됩니다. 그 목적은 무게를 줄이고 하이 엔드 스포츠카의 성능을 강조하는 것입니다.
2) 체중 감소 - 탄소 섬유 수요 성장의 원동력
정부의 엄격한 차량 연비 표준 및 이산화탄소 배출 규정은 자동차 탄소 섬유 복합 재료의 중요한 동인입니다. 신체의 전반적인 체중 감량은 배기 가스를 효과적으로 제어하는 수단입니다. 자동차 중량을 100 킬로그램 줄이면 배기 가스 배출량은 20g / km 감소 할 수 있으며 평균 배출 가스는 요구되는 배출 기준을 충족시키기 위해 245kg을 잃을 필요가 있습니다. 전기 자동차는 50 % 이상을 잃을 필요가 있습니다. 모든 경량 재료 중에서 탄소 섬유 복합 재료는 강재 부품을 50-60 % 줄이고 동일한 강도를 유지할 수있는 유일한 첨단 소재입니다.
최근 몇 년 동안 국가들은 이산화탄소 배출 기준을 발표했다. 2010 년 4 월과 2012 년 8 월에 미국은 경량 차량 연비 및 온실 가스 배출량을 2012-2016 년 (1 단계) 및 2017-2025 년 (2 단계)으로 각각 2025 대의 미국 경 자동차를 요구하는 규정을 발표했습니다. 평균 연비는 54.5 mpg입니다. "경 자동차 오염 물질 배출 한계 및 측정 방법 (중국 6 단계)"( "국가 6 표준")은 2016 년 12 월 23 일 공식적으로 발표되었으며 2020 년부터 공식적으로 시행 될 예정입니다. 표준 요구 사항에 따르면 2015 년 중국의 CO2 배출량 155g / km가 될 것이고, 2020 년에는 112g / km로 줄일 필요가있다. 2015 년 평균 연료 소비량은 6.9L / (100km)이며, 2020 년에는 5.0L / (100km)로 줄일 필요가 있습니다.
3) 규모와 산업 통합 - BMW는 탄소 섬유 구조 부품을 소개합니다.
현재 BMW, 메르세데스 - 벤츠, 아우디, GM, 포드 등 세계의 주요 자동차 제조업체들은 탄소 섬유 산업을 계획하고 탄소 섬유 기술을 도입하는 모델을 점차 도입했습니다. 그 중에서도 BMW 회사가 가장 유명합니다. 독일의 BMW 회사는 탄소 섬유 강화 복합 재료를 공동 개발하기 위해 SGL과의 탄소 섬유 합작 회사를 설립하고 탄소 섬유 공장의 주식을 적극적으로 구매합니다. 탄소 섬유 기술은 BMW 생산 모델에서 널리 사용되고 있으며 이는 공급 업체의 안정성을 보장 할뿐만 아니라, 생산주기를 단축하고 비용을 30 % 절감하십시오.
2015 년 현재 BMW 그룹의 자동차 탄소 섬유 생산 능력은 9,000 톤에 달합니다. BMW는 중간층의 30 개 이상의 부분에서 탄소 섬유 복합 재료를 사용했으며, 음향 패널, 전면 브래킷 및 시트 구조가 가장 높은 비중을 차지했습니다.
2014 년 BMW i3 전 카본 파이버 바디 전기 자동차가 대량 생산되어 탄소 섬유를 대량으로 차체 재료로 사용하는 최초의 자동차 제조업체가되었습니다. BMW i3의 무게는 1195kg으로 기존 전기 자동차보다 250-350kg 낮습니다. 또한 최고의 성능 충돌 안전 보호 기능을 갖추고 있습니다. 배터리 용량은 겨우 20kwh이며 크루징 거리는 160km로 전통적인 전기 자동차 순항 범위보다 52 % 더 높습니다. . 또한, BMW i8은 몸과 내부에 탄소 섬유를 적용하여 자동차 중량을 1,540 kg으로 유지합니다. 2015 년 7 월 1 일, 새로운 6 세대 BMW 7 시리즈 자동차가 공식적으로 Dingolfing 공장에서 가동되었습니다. 이것은 산업적으로 제조 된 탄소 섬유 재료, 고강도 강철 및 알루미늄의 완벽한 조화를 이루는 최초의 BMW 핵심 제품입니다. .
4) 요약 - 자동차 분야의 탄소 섬유 응용
1) 경량. 탄소 섬유가 자동차에 사용되는 경우 자동차 제조에서 가장 명백한 이점은 경량이며 가장 직접적인 영향은 에너지 절감, 가속 및 제동 성능입니다. 일반적으로 차량 중량은 10 % 감소하고, 연료 소모량은 6 % ~ 8 % 감소하고, 배출량은 5 ~ 6 % 감소하며, 0-100km / h의 가속도는 8-10 % 제동 거리는 2 ~ 7 m 단축됩니다.
2) 보안. 경량 차체는 차량의 무게 중심을 낮추고 차량의 조향 안정성을 향상시킬 수 있으며 차량의 작동은 더욱 안전하고 안정적입니다. 탄소 섬유 복합 재료는 우수한 에너지 흡수율을 가지며 충돌 에너지 흡수 능력은 철강의 6 ~ 7 배, 알루미늄의 3 ~ 4 배이며 자동차의 안전을 보장합니다.
3) 신뢰성. 탄소 섬유 합성물은 더 높은 피로 강도를 가지고 있습니다. 강철 및 알루미늄의 피로 강도는 인장 강도의 30-50 %이며 탄소 섬유 복합 재료는 70-80 %에 도달 할 수 있습니다. 따라서, 자동차에 사용되는 탄소 섬유 복합 재료는 재료 피로에 대한 신뢰성을 갖는다. 큰 개선.
4) 개발주기를 줄입니다. 탄소 섬유 복합 재료는 금속보다 엔지니어링 기술이 뛰어 나기 때문에 신체 개발을 플랫폼화하고 모듈화하며 통합하기가 더 쉽습니다. 이러한 방식으로 탄소 섬유 몸체와 금속 플랫폼의 하이브리드 몸체 구조는 전통적인 자동차 몸체 구조를 위해 모듈화되고 통합 될 수 있으며 부품 유형이 크게 감소되고 금형 투자가 감소되며 개발주기가 단축됩니다.
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하문 LFT 복합 플라스틱 주식 회사.
PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, PEI, PEEK 긴 유리 섬유 및 탄소 섬유 연속 침투 열가소성 합성 보강 시리즈 엔지니어링 플라스틱에 중점을 두어 연구 개발 및 생산 (LFT-G, LFRT) 자동차, 의료 장비, 스포츠 장비, 가전 제품 및 고성능 시장이 필요한 경량의 비용 효율적인 반 구조 부품을 생산합니다.
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