Kohlenstofffaser in Automobilanwendungen

Das Auto ist ein sehr wichtiges Transportmittel, das den Menschen viel Komfort bietet, aber auch einige Probleme mit sich bringt, wie Umweltverschmutzung, Energiekrise und so weiter.

Derzeit hat China das Ziel, den Höhepunkt der Kohlenstoffemissionen und der Kohlenstoffneutralität zu erreichen, klar definiert und neue Anforderungen an verschiedene Branchen gestellt, und die Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes und die Dekarbonisierung sind zum Konsens der Automobilindustrie geworden. Daher werden die Hersteller jetzt bei der Produktion von Autos danach streben, gute Standards für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung einzuhalten.

Daten zeigen, dass pro 10 % Gewichtsverlust der Fahrzeugmasse der Kraftstoffverbrauch um 0,7 Liter pro 100 Kilometer sinkt, die Abgasemissionen um 7 % verringert werden, der Bremsweg um 3 bis 7 Meter verkürzt wird und die Beschleunigung aus dem Stand um 0,5 Sekunden verkürzt wird.

Vorteile der Anwendung von Kohlefaser

Im Vergleich zu anderen Leichtbaumaterialien wie hochfestem Stahl, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen und Hochleistungskunststoffen weisen Kohlefaser und ihre Verbundwerkstoffe überlegene physikalische und mechanische Eigenschaften auf.

* ​​Mit minimaler Dichte, maximaler Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit, Schlagfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Stoßdämpfung sind Automobile leicht;
* Bei einem Aufprall auf das Auto können sie die Aufprallenergie vollständig absorbieren, die Rolle des Puffers und der Energieabsorption übernehmen und die persönliche Sicherheit erheblich verbessern;
* Im Vergleich zu kohlenstoffarmem Stahl kann mit Kohlefaser eine Gewichtsreduzierung von 55–60 % und eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von 30–40 % erreicht werden, unter der Prämisse, die Fahrzeugfestigkeit und Sicherheitsleistung zu gewährleisten, was ein wichtiges Mittel zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung ist;
* Mit hoher Designfähigkeit können nach unterschiedlichen Anforderungen hergestellt werden, um die Bedürfnisse der Kunden nach personalisierten Designprodukten zu erfüllen.

Karosserie aus Kohlefaser

Kohlefaser ist aufgrund ihrer Festigkeit und Steifheit das leichteste Material für Autokarosserien.

Schätzungsweise kann durch den Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen die Masse einer Autokarosserie um 40 bis 60 % reduziert werden, was 1/3 bis 1/6 der Masse einer Stahlkonstruktion entspricht.

Derzeit verwenden die meisten Rennwagen und einige modifizierte Autos Karosserien aus Kohlefaserverbundwerkstoffen, was gleichzeitig das Gewicht reduziert, da Verbundwerkstoffe bei Kollisionen weniger Trümmer erzeugen und so die Sicherheit verbessern.

Carbon fiber wheel hub

As one of the important components to ensure the safety of the car, the hub must not only bear the weight and load of the vehicle, but also transmit the drive and torque.

This requires very high quality of car wheels. Carbon fiber composites have excellent mechanical properties, heat resistance and durability, and can replace metal as wheel hub materials.

At the same time, the use of carbon fiber materials reduces the hub mass, helping to reduce wheel inertia, so that the vehicle has faster start, stop and steering speed.

Application of brake system

Automotive brake lining mainly uses asbestos material, which is easy to friction and produce high temperature during braking, resulting in thermal degradation of performance, and the asbestos dust produced has carcinogenic hazards.

Carbon fiber composite material has high specific strength, good wear resistance and good heat resistance, and can be used as a substitute for asbestos in automotive brake pads.

The carbon fiber brake disc can reduce the speed from 300KM/h to 50Km/h within 50m. Carbon fiber brake disc can withstand the high temperature of 2500℃, and the performance is stable.

Carbon fiber drive shaft for cars

The force situation of automobile transmission shaft is more complex, especially to bear a lot of torque, and the material performance requirements are higher.

Carbon fiber reinforced composite material has the characteristics of anisotropy, high specific strength and relatively low specific modulus, which can better meet the needs of use instead of metal material as the drive shaft.

Carbon fiber drive shaft not only reduces weight by 60%, but also has better fatigue resistance and durability.

The application of air intake system

Carbon fiber composite material as the automotive air intake system material, on the one hand can reduce the weight, to achieve the effect of lightweight; On the other hand, carbon fiber materials are easy to be processed into various curved shapes, and the surface is smooth, which can effectively improve the intake efficiency.

Carbon fiber decorative parts

Carbon fiber composite material has a good vibration absorption effect, has a large buffer effect on impact, and reduces the impact debris generation, improve the safety.

The use of carbon fiber interior and exterior decoration materials, in addition to automotive lightweight, also simplifies the parts manufacturing process, reduces parts processing, assembly, maintenance costs, and reduces production costs.

* Zusätzlich zu den oben genannten Aspekten wird Kohlefaser auch häufig in Fahrgestellen, Motorklappen, Getrieben, Kraftstofftanks, Stoßstangen, Rückspiegelgehäusen, Türinnenverkleidungen, Autositzen usw. verwendet.

* Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlefaser im Automobilbereich häufig verwendet wird, was die Haltbarkeit und Sicherheit von Automobilen erheblich verbessern und das technische Niveau der Automobilindustrie erheblich bereichern kann. Die Verwendung von Kohlefaser kann die Anforderungen der Menschen an die Leistung von Autos besser erfüllen und den Menschen sicherere und komfortablere Reisedienste bieten.