在2023年末将至时，中科院宁波材料所钱鑫博士为大家汇总了2023年度高性能碳纤维材料在轻质高强度结构制品领域的一些新应用。

01、自动货运无人机

MightyFly推出了新款Cento型自动货运无人机，在其内部货舱中可携带多达96个小型USPS包裹，这款无人机仅仅需要两个停机位即可完成起飞、着陆和自动卸货。目前MightyFly正与FAA合作，希望能够扩大其远程飞行授权。
 

从具体结构与性能而言，Cento型自动货运无人机采用大型碳纤维机身，满载45千克、有效载荷时重161千克。它采用了一种简单的升降和巡航设计，使用了八个安装在推进吊舱上的升力螺旋桨，看起来有点像着陆滑橇，其背部的推进器螺旋桨可实现高效的巡航飞行。它可以最高时速240公里/小时的速度飞行，比公路运输快得多。

02、集成浸没技术碳纤维自动车架

HAZE Automotive宣称公司的重点是使用带有嵌入式传感器的新一代材料开发更轻、更安全、性能更高的汽车。在与AWOS的合作过程中，HAZE团队在其车架中使用了碳纤维材料，并集成了AWOS的浸没传感器，使驾驶员和乘客有更好的机会逃离装满水的汽车。

AWOS自动汽车逃生系统可快速检测到汽车进水及浸没情况，自动降低所有电动车窗，并立即通知紧急救援人员。该系统适用于直立和倒置情况下水的浸没。

03、厚度仅0.04英寸超轻碳纤维外壳

全球领先的高性能热塑性塑料零部件制造商Tri-Mack Plastics Manufacturing Corporation宣布开发出了新款的超轻、高强度外壳产品，它由八层单向碳纤维增强热塑性复合材料（CFTPC）胶带制成，厚度仅为0.04英寸。

 

        Tri-Mak使用内部设计和制造的工具可在几分钟内制造CFTPC外壳

新的外壳产品展示了Tri-Mak在使用单向胶带生产具有深拉功能的大而薄的外壳方面的专业知识。这些结构件使用Tri-Mak经过验证的生产工艺制作：自动化胶带铺放、固化和冲压成型。Tri-Mack的热塑性复合材料工艺可在几分钟内生产零件，而不像热固性塑料那样通常需要几个小时。

04、碳纤维仿生手臂

Psyonic公司开发了一个更薄的3D打印塑料手掌，外部有约2毫米厚的碳纤维复合材料外壳。目前这一代的仿生手的重量为490克，据说比普通人手的重量轻20%左右。

 

每只手的碳纤维外壳由分成两半的部分组成。对于每一半，在两层干碳纤维织物或彩色混合玻璃纤维/碳纤维之间，铺设一层冷冻环氧树脂。铝制工具由Psyonic设计和CNC加工的，然后将组件真空装袋并在烘箱中固化。固化完成，碳纤维外壳被修整并涂上一层透明涂层，然后用环氧树脂粘合到3D打印的手掌组件上，然后用手的其他部分组装。

05、重量仅12kg的碳纤维踏板车

在柏林全球最大的国际电子消费品展览会上，全球知名的两轮电动汽车领导者—NIU自豪地推出了其开创性的碳纤维踏板车KQi Air X和KQi Air。尖端的碳纤维踏板车将重新定义超轻型电动踏板车类别，为行业树立新的标杆，体现NIU对卓越、创新和可持续性的承诺。

inktype="text" imgurl="" imgdata="null" tab="innerlink" data-linktype="2">NIU KQi Air和KQi AirX示意图

KQi Air X的重量仅为25.8磅（约11.7kg），采用全碳纤维框架，而KQi Air的重量为26.2磅（约11.9kg），采用碳纤维（70%）和镁（30%）框架。这两款产品具有优异的功率重量比，比竞争对手轻40%以上，保证了无与伦比的便携性，同时提供了为城市打造的令人印象深刻的性能。这款轻便踏板车的最高时速为20英里/小时，续航里程为31英里，最大功率为700瓦，无论是在车流中飞驰、在城市中巡航，还是在爬坡20%的山坡上行驶，这款轻型滑板车都将提供令人兴奋和高效的骑行体验。

06、全球首个彩色碳纤维自行车

全球首个彩色碳纤维自行车车轮在Alexandra Palace的自行车展上首次公开亮相。Chrono彩色碳纤维车轮是Hypetex公司与领先的车轮品牌Parcours联合开发的，它采用Hypetex的Zlatan单向材料制成的金色表面，与传统的油漆替代品相比，它提供了一种更令人惊叹、更轻、更高性能的产品。
 

       Hypetex是一种用于碳纤维等先进材料的可持续着色技术。它诞生于一级方程式赛车，其获得专利的涂料更换工艺是推动轻量化革命的关键一步。Hypetex材料将水性生态树脂与可持续固化工艺相结合，具有大胆、丰富多彩的美学以及技术和成本节约优势，非常适合任何需要轻质和高性能产品的优质品牌。据悉，Parcours X hypertex限量版车轮将只有10套，价格从1799英镑到2499英镑不等。以Hypetex金色为特色，高级套装还将包括枪械灰色的定制轮毂，定制激光细节和陶瓷轴承。

07、重量仅89kg的碳纤维汽车运输船

Kaebon公司EB Eins是一款碳纤维电动船，凭借其轻质设计和环保功能，正在彻底改变划船行业。EB Eins可以毫不费力地在水中滑行，在对环境影响最小的情况下提供安静愉快的划船体验。其独特的结构允许在车顶上轻松运输，无需拖车或船滑，从而提升了更方便和可持续的划船体验。

Kaebon表示EB Eins电动船非常轻巧，可在汽车或SUV车顶上轻松运输

Kaebon公司的新款EB Eins从航空航天和高性能汽车行业的轻量化成就中获得灵感。该船的结构采用真空泡沫芯预浸碳纤维夹芯板，这种材料以其低重量、强度和耐用性而闻名。这种材料的选择使EB Eins成为一艘轻便而坚固的船只，非常适合高效和可持续的划船。Kaebon精心设计的结果是一艘5.3米的电动船，基本整备质量仅为89公斤，包括电机和电池在内的最终重量只有250公斤。这种轻型结构使船可以在车顶上运输，使EB Eins无需拖车即可轻松往返于水中。这一特点不仅增加了便利性，而且通过减少交通所需的资源，有助于获得更可持续的划船体验。

08、超轻量碳纤维屋顶帐篷

美国Inspired Overland LLC公司花了大约一年的时间研究和开发轻量化屋顶（车顶）帐篷，并且还对整个悬架线进行了广泛的测试，包括线圈、带远程储层的后冲击、加工钢坯上部控制臂等。该公司在2022年凭借轻型屋顶帐篷而成功地获得了特种设备营销协会(Specialty Equipment Marketing Association，SEMA)的全球媒体奖。而在今年，Inspired Overland的团队研发新款重量仅为80磅（约36kg）的张屋顶帐篷再次斩获该奖项。

最新开发的这款超轻量屋顶帐篷由于在其结构中使用了碳纤维，从而提供了比上一代帐篷产品更坚固的屋顶和外壳。碳纤维作为一种低重量和高刚性的材料，已在航空航天和汽车等一些最苛刻的应用中得到了验证。目前，碳纤维很少用于屋顶帐篷，而Inspired Overland则是为数不多的使用先进材料开发产品的公司之一。碳纤维刚性壳结构加上铝制框架为帐篷提供了高强度、稳定性和运输便利性。当将其关闭时，盖子夹紧，形成易于管理的细长包装，高度仅4.75英寸，重量仅80磅。