>汽车>>正文

逼格即真理——兰博基尼锻造碳纤维复合材料技术探秘

原标题:逼格即真理——兰博基尼锻造碳纤维复合材料技术探秘

一波SUV热潮,带动了全球的汽车产业再创高峰。随着各大豪车品牌的陆续加入,整个SUV市场已经被带到了发展的顶峰时期。那些眼红保时捷的豪门们,纷纷投身SUV市场,诸如宾利的添越,玛莎拉蒂的Levant等。现在,另一大豪门,兰博基尼也加入了这个阵营,其基于2012年北京车展发布的概念车Urus打造的同名SUV将于2018年量产上市,我仿佛看到了国内土豪们排队刷卡的情形。

可能是为了Urus未来上市铺路和造势,或者单纯为了其技术科普。最近看到一些关于兰博基尼锻造碳纤维复合材料技术的宣传和简单科普,我最先一看,锻造碳纤维,以前从来没听过,好像很玄乎,莫非是兰博基尼祭出的黑科技?经过最近几天的资料搜集和学习,也初步对这种技术有了一定的了解,首先肯定的是不是什么黑科技,只是碳纤维材料成型技术的升级和量产化。况且,如果比照兰博基尼那相对于民用乘用车可怜的产量,都根本不能叫量产化。下面我就这种技术做一下简单的介绍,我们一起一探究竟。

锻造复合材料技术,是由全球最大的高尔夫球具制造商卡拉威联合兰博基尼位于美国西雅图的高级复合材料结构实验室联合开发的。这项技术分别被运用到了卡拉威名为Diablo Octane的球杆以及兰博基尼Sesto Elemento概念车上。

卡拉威使用锻造复合材料技术的球道木Diablo Octane

兰博基尼Sesto Elemento概念车

2010年巴黎车展,兰博基尼随着Sesto Elemento概念车的发布,正式公布了其Forged Composite技术,并将其应用到大量的关键零部件上,诸如:

全部车身覆盖件

整体式车身

悬挂臂

Sesto Elemento使用碳纤维的部分零部件

以悬挂臂为例,整车前后上下总共八个悬挂臂,之前的悬挂臂是有铝材质锻造而成,改为碳纤维复合材料“锻造”之后,不仅有30%的减重效果,总的Cycle Time也降低到3分钟左右。而且,每件悬臂单价成本降低了32美元。这只是其中一个例子,我们不能保证对于每一个零件,使用这种技术都能达到降本增效的目的,但是也能一窥兰博基尼推广这种技术的初衷。

如果对超跑比较了解的人就知道,碳纤维技术对于超跑来说并不是什么多大的“新闻”,在超跑上使用碳纤维的历史由来已久,迈凯伦,帕加尼这些,都有很长使用碳纤维的历史。因为碳纤维比重小,材料力学性质优异的特点,一直是汽车行业追逐的材料之一,为什么没有得到大面积的普及,只被豪车青睐?这里有好几个原因:

首先是因为碳纤维的制造过程,成本非常高昂,碳纤维需要在极高的温度下,由有机纤维或者小分子有机物,类似烃,芳烃等,在惰性气体中高温焙化或者沉积,最终碳化形成碳纤维。

其次是碳纤维复合材料的产品制造过程复杂,生产周期长,导致产品成本高昂。目前碳纤维复合材料成熟的产品生产方法有以下这些。

缠绕法:你可以简单的理解为,就是把复合材料,缠绕在一根柱子一样的芯模上,用以成型管状产品。举个例子,比如一些高端山地自行车的碳纤维车架,就是用这种工艺生产的。

手糊成型:木模或者软模,通过人工将材料涂覆到模具表面,最终得到产品的一种方法,印象中一些风力发电的叶片是用这种工艺制作的。

树脂传递模成型(RTM)你可以理解为,先把纤维片材铺到模具里,然后合模,再把树脂注射进模具,发生交联固化反应,最终形成产品。

RTM工艺流程示意图

以上这几种常见的碳纤维复合材料生产工艺,要么无法大批量生产,要么无法大批量生产汽车产品,要么可以大批量生产,设备投资,产线投资,都极其高昂。所以,国外也就诸如BMW之类的土豪才建有自己的碳纤维复合材料产品生产线,国内基本上主机厂无人问津。

那么,兰博基尼宣传的碳纤维复合材料锻造技术,又是什么鬼呢?

FORGED COMPOSITEis produced by Sheet Moulding Compound process with carbon fibres (opposited traditional glass fibre SMC) It uses pre-fabricated sheet material made of vinylester resin and short length carbon fibres (chopped fibers)

这是引用兰博基尼官方的相关宣传资料里对锻造复合材料技术的应用,说白了就是碳纤维的SMC工艺。

锻造复合材料技术工艺流程

从其工艺流程上就可以看出,其余玻璃纤维复合材料的模压工艺流程一模一样。

不同工艺参数的比较

从上图我们可以看出,锻造复合材料技术向对于其他工艺,在cycle time上有压倒性的优势,这也是模压工艺的特点决定的。生产周期短,生产效率高。

与RTM工艺比较

与目前碳纤维领域比较成熟的RTM工艺相比,cycle time减少了44%.

虽然这种工艺在玻璃纤维复合材料上早已应用,但是在复合材料商并不多见,因为使用这种技术,需要纤维的长度在某一个范围之类,比如玻璃纤维一般是6~25mm(凭记忆,可能不准确)。对于碳纤维的模压,其使用的玻璃纤维是一种短切碳纤维材料,这种材料与树脂混合后,在高压的作用下, 流动性好,能够成型复杂结构的零部件。这种短切碳纤维的材料供应商比较较有名的有量子复合材料和三菱丽阳两家,这两家也是兰博基尼的供应商。

所以,做个总结的话,锻造复合材料技术并不是什么特别黑的黑科技,是本身是碳纤维复合材料SMC材料,模压工艺的应用。不过,兰博基尼为了宣传,注册了一个听上去很高大上的专利名。对于技术的包装上,这点值得广大同行们学习。

来源: Park Youngtae PLACOMLIGHT

第二届长纤增强复合材料及汽车轻量化论坛

2017年10月20日

苏州昆山维景国际酒店

昆山市花桥镇花桥国际商务城兆丰路2号

Long Fiber Reinforced Material & Lightweight Technology Forum

主要议题
  1.新型热塑性复合材料在汽车上的应用进展   一汽中心 高级工程师 朱熠
  2.长纤维增强塑料在汽车上应用介绍   上汽集团 材料工程师 王敏
  3.长玻纤增强塑料国家标准以及国内汽车行业应用介绍   南京聚隆
  4.轻量化解决方案:结构性增强材料与创新技术   拟邀请 盛禧奥
  5.预浸带材料在汽车领域的应用   拟邀请中广核俊尔、振石集团华美新材料有限公司
  6.汽车轻量化之SABIC长玻纤增强聚丙烯解决方案   高级工程师 姚建东
  7.长纤维增强塑料发展趋势   北京化工大学 何亚东教授
  8.长纤维增强设备以及工艺   南京创博 李东生董事长
  9.高耐热HeatStop技术在汽车前端模块上应用与开发   上海纳岩 技术总监 孙洲瑜
  10.长玻纤增强塑料应用产品设计以及计算机仿真

请加微信并发名片报名:王先生:15220260125;微信同电话号码,更多详情请点击此处

阅读原文,即可报名#标签#汽车,材料#返回搜狐,查看更多

责任编辑:

声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。
阅读 ()
投诉
免费获取
今日搜狐热点
今日推荐