碳纖維(carbon fiber，簡(jiǎn)稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。憑借著輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫、抗腐蝕等特點(diǎn)。近幾年，碳纖維在汽車行業(yè)的應(yīng)用引發(fā)行業(yè)廣泛關(guān)注。
碳纖維給汽車制造帶來的突出優(yōu)勢(shì)輕量化
碳纖維應(yīng)用于汽車后，給汽車制造帶來最明顯的好處就是汽車輕量化，最直接影響的就是節(jié)能、加速、制動(dòng)性能的提升。一般而言，車重減小10%，油耗降低6%～8%，排放降低5～6%，0-100km/h加速性提升8-10%，制動(dòng)距離縮短2～7m。
安全性
車身輕量化可以使整車的重心下移，提升了汽車操縱穩(wěn)定性，車輛的運(yùn)行將更加安全、穩(wěn)定。碳纖維復(fù)合材料具有極佳的能量吸收率，碰撞吸能能力是鋼的六到七倍、鋁的三到四倍，這進(jìn)一步保證了汽車的安全性。
舒適度
碳纖維復(fù)合材料具有更高的震動(dòng)阻尼，輕合金需要9秒才能停止震動(dòng)，碳纖維復(fù)合材料2秒就能停止，故碳纖維應(yīng)用在汽車上，對(duì)于整車NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)的提升貢獻(xiàn)同樣很大，會(huì)大幅增強(qiáng)汽車行駛的舒適性。
可靠性
碳纖維復(fù)合材料具有更高的疲勞強(qiáng)度，鋼和鋁的疲勞強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的30-50%，而碳纖維復(fù)合材料可達(dá)70-80%，因此汽車上應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料對(duì)于材料疲勞可靠性有較大提升。
提升車身開發(fā)水平
由于碳纖維復(fù)合材料可設(shè)計(jì)性比金屬?gòu)?qiáng)，因此更易于車身開發(fā)的平臺(tái)化、模塊化、集成化。這樣碳纖維車身及金屬平臺(tái)的混合車身結(jié)構(gòu)對(duì)于傳統(tǒng)汽車車身結(jié)構(gòu)而言，可以做到模塊化、集成化，大大減少零件種類，減少工裝投入，縮短開發(fā)周期。
尤其對(duì)于新入新能源汽車企業(yè)，應(yīng)用碳纖維車身不僅可以節(jié)約沖壓、焊裝生產(chǎn)線及模、夾具的投入，減輕固定資產(chǎn)占資配比，優(yōu)化企業(yè)資產(chǎn)配置結(jié)構(gòu)，而且在企業(yè)的市場(chǎng)宣傳上更具影響力。
中國(guó)碳纖維行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)雖然碳纖維材料優(yōu)點(diǎn)很多，但其核心技術(shù)卻被牢牢掌控在少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家手中。一方面，美日韓德等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)該技術(shù)嚴(yán)格保密;另一方面，國(guó)外碳纖維行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)本土碳纖維企業(yè)壓力大增。
中國(guó)對(duì)碳纖維的研究開始于20世紀(jì)60年代，80年代開始研究高強(qiáng)型碳纖維，多年來進(jìn)展緩慢。進(jìn)入21世紀(jì)以來發(fā)展較快，特別是隨著中國(guó)汽車工業(yè)的崛起，碳纖維材料的研發(fā)、應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足發(fā)展，并快速成長(zhǎng)。
同時(shí)，碳纖維在汽車行業(yè)也面臨諸多挑戰(zhàn)。一是工藝復(fù)雜，主要采用熱壓罐，真空導(dǎo)入等傳統(tǒng)工藝，這種工藝生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、產(chǎn)品造價(jià)高，無(wú)法滿足汽車大批量規(guī)模化生產(chǎn)要求;二是成本相對(duì)高昂，碳纖維材料的價(jià)格是金屬材料的數(shù)倍，這不僅制約了其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，更是無(wú)形中拒低端或自主汽車品牌于千里之外;三是設(shè)計(jì)人才缺乏，且由于該技術(shù)之前較少在國(guó)內(nèi)應(yīng)用，所以從事過碳纖維量產(chǎn)部件設(shè)計(jì)的人才非常稀缺。
特別需要指出的是，碳纖維從基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝選擇到生產(chǎn)出汽車零件是緊密相連的一個(gè)整體，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣。因此，這給碳纖維在汽車行業(yè)的發(fā)展建立了極高的技術(shù)壁壘，要求碳纖維制造企業(yè)必須具有極強(qiáng)的綜合實(shí)力。
作為亞洲最大的汽車材料與設(shè)計(jì)、工藝與裝備、質(zhì)量與裝配、工程與服務(wù)技術(shù)行業(yè)盛會(huì)，上海國(guó)際汽車制造技術(shù)及裝備與材料展覽會(huì)(AMTS)也將緊跟汽車制造行業(yè)熱點(diǎn)，聚焦汽車輕量化發(fā)展，展示從車身輕量化設(shè)計(jì)與開發(fā)，高強(qiáng)度鋼、鎂、鋁及碳纖維等輕量化材料的應(yīng)用到汽車輕量化整體解決方案，推動(dòng)汽車輕量化發(fā)展，并提供一個(gè)創(chuàng)新、高效的技術(shù)及貿(mào)易交流平臺(tái)。
