碳纤维复合材料或颠覆传统4大工艺 引领汽车业“二次革命”

近年来，“碳纤维”已经逐渐成为汽车产业的热门词汇。随着环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为汽车发展的潮流，而兼具质轻、安全、经济特点于一身的碳纤维复合材料无疑成为香饽饽。经过50多年的发展，碳纤维技术开始成熟，大规模应用时机已经到来。9月19日，在第十三届汽车轻量化大会暨展览会间隙，工程院院士、石化仪征化纤股份有限公司顾问蒋士成在接受《汽车报》的专访时，明确表示十分看好我国碳纤维复合材料技术的发展前景，直言：“此前碳纤维技术一直被美国和日本等国垄断，但由于我国政府的高度重视，和科研院校、企业等多方面的努力，我国自主研发的碳纤维产品几乎涵盖所有的型号，尤其是国防和航空航天领域的尖端种类均已实现。”因此，他相信5年之后我国碳纤维技术不仅可以达到国际先进水平，甚至可以赶超国外。

 

　　据了解，碳纤维是一种含碳量在90%以上的高强度高模量纤维材料，因其优异的特性被广泛应用。蒋士成谈到，除了国防和军事领域，事实上碳纤维复合材料已经开始广泛应用在各行各业当中，包括交通领域的飞机、高铁和汽车等，还有能源领域的风力发电机的风叶，此外还有很大一部分应用在体育用具等产业，例如高尔夫球杆、钓鱼竿和其他体育产品等。当然，随着汽车行业轻量化的发展，碳纤维材料在汽车领域的应用也越来越多。众所周知，新能源汽车已经进入快速发展的阶段，而目前消费者对纯电动汽车大的障碍之一应该就是里程焦虑的问题，为了更有效的提高纯电动汽车的续驶里程，车身的轻量化就至关重要。在新能源汽车中，氢燃料电池汽车被称为是真正零排放的环保汽车，但是这类车的一大问题就是氢气的安全问题，对此，碳纤维材料也能起到关键的作用，蒋士成提到用来储存氢气的高压储气罐正好可以使用碳纤维材料，从而更好地保证储气罐的安全。

 

　　蒋士成坦言，我国碳纤维材料在汽车领域的发展还面临四方面的问题，先是相关的成型设备，由于碳纤维材料不同于传统的汽车材料，要想实现真正的工业化就需要连续化和自动化的生产设备，这一方面需要我们加快相关设备的自主研发，另一方面需要将国外先进的技术同国内的技术相结合。第二，碳纤维材料并不能直接应用在汽车上，还需要一些工艺同其他复合材料相结合，例如复合材料的快速成型工艺，只有实现这些技术才能加速发展。第三，整个碳纤维材料数据库标准体系的建立和加强设计工作，碳纤维复合材料作为一种新型材料，从物理指标上讲是各向异性的，因此就需要积累基本的数据库，找到它的规律建立起一系列标准体系，并且还需要加强设计工作，目前这一方面是汽车行业较为薄弱的领域。第四，碳纤维复合材料相关人才面临紧缺的状况。

 

 

　　在国内外的车企当中，已经有一些车企将碳纤维材料应用到了汽车当中，但是大规模的应用并不多。蒋士成用一组数据说明了这一问题：目前碳纤维的总产能大约为9万吨，其中我国能够达到2万吨；我国在碳纤维的使用量方面增长速度逐年提升，从此前的年增长3000吨到5000吨，再到近的增长量已经达9000吨。不过，虽然我国碳纤维产量逐年提高，但还是无法满足我国碳纤维的需求量，超过2/3仍需要进口。这其中，在汽车行业的用量就更少，仅为700多吨，仅占总数的3%左右。

 

　　不过，蒋士成认为未来轻量化将是汽车行业的趋势，一旦碳纤维复合材料能够大规模用在汽车的零部件或者整车厂，它的加工工艺完全是一个全新的制造工艺，甚至将颠覆现有的汽车传统工艺。他表示，碳纤维在汽车轻量化上的应用，将改变汽车生产组织模式，传统的四大工艺将被新四大工艺（模压、胶结、喷涂、总装）取代。