追求车用轻量化 碳纤维(CF)材料有更大的发展空间

　　为了提高车辆燃油效率和车辆性能，制造出轻量化车型，汽车业已经投入了大量的财力；然而，对于制造商和供应商来说，这种探索永远是挑战。
　　如今，几乎所有的汽车零部件中都有先进材料的身影。铝、塑料、高强度钢、钛合金、碳纤维、聚合物复合材料等正在代替铸铁和普通钢制成的部件。大多数汽车制造商正在考虑用高强度钢作为车身面板和车架前端模块的主体结构
　　。目前，碳纤维复合材料已经应用在车身面板上，但北美、欧洲的制造商则和亚洲制造商考虑的有所不同，北美和欧洲的汽车制造商主要考虑在车身结构中使用碳纤维，而亚洲的制造商正在探索将碳纤维应用在内部结构中。尽管如此，在北美、欧洲和亚洲地区铝、镁和钛合金被广泛应用在小型车身部件、动力系统和底盘上。
　　尽管高速钢和铝有各有所长，但在减轻重量方面，碳纤维(CF)材料有更大的发展空间。而它的主要问题仍然是成本过高。一方面，碳纤维在航空业中的份额一直在增加，(主要是减少燃料成本，增加货运量和载客量)，而在汽车行业中的主要用于车辆的外壳、防护罩、框架和内部面板。目前的制造厂商已经使用碳纤维来降低车重，提高车辆性能与效率，但是较高的材料成本和回收技术花费，使得难以进行汽车的量产。
　　另一方面，材料的电阻和刚度也是一个缺点，使其在碰撞过程中更易变形而难以吸收能量。 通过研究先进的材料(如钛合金，镍基合金和金属基复合材料)显示，这些材料具有独特的性能，而这些性能是其他材料(如铝，钢或复合材料)不具备的。这些性能这使得它们在成为发动机和传动部件中的理想选择。目前对这些材料(仍在粉末形式)大多数的研究限于实验室中，但实现商业上的批量生产还是比较困难的。
　　目前汽车制造业已经在车身结构中使用多种材料的混合物。加入这些材料要求制造商不得不长时间考虑这些轻量材料和原有材料的转换。然而公司必须投资于新技术和机械，把这些材料有效地整合到现有的制造工艺和价值体系中。这对于公司来说是一把双刃剑。一方面，随着经济的不确定性不断增长，对新资本投资的增长也越来越大。另一方面，改进燃油的经济性和控制排放保护环境也是行业的发展趋势，要想满足这些要求轻质材料则是必不可少的。目前关于如何选用先进材料，汽车业也开始向航空业中取经。对于汽车专业人士来说，他们需要的较长的周期来学习碰撞仿真、材料失效机理、装配技术以及工程和知识的复合设计。而且为了分析这些先进材料的优点，设备制造商也需要了解汽车预计维修费用以及评估汽车的生命周期。
　　尽管制造商在钢材、铝材等材料的研发与生产进行了大量的投资，但他们也必须与供应商的合作，大限度地利用这些轻量材料。目前情况下好的选择是高强度钢和铝，但是寻找更优的轻量材料是永远不会停止的。
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