在知乎上这么介绍着碳纤维的由来——一束束白色原丝经过高温碳化,便可缠绕成一轴轴高性能黑色碳纤维,按丝束规格的不同,可以将其分为小丝束碳纤维和大丝束碳纤维。别看每根单丝身量纤纤,却强度高、抗摩擦、耐腐蚀,被称为“新材料之王”“黑黄金”。
众所周知,碳纤维是重大基础设施建设的新型结构材料,也是大型飞机、卫星、船舶等装备研制和更新换代的重要基础,目前更是新能源、节能环保、高端装备制造、新能源汽车等战略性新兴产业发展的基础。
近年来,随着我国高新技术产业的壮大,碳纤维的市场应用也在不断拓展。
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数据显示,近10年来我国碳纤维需求加速增长。2021年需求量达到6.2万吨,同比增长27.7%。在可预见的未来,碳纤维需求仍将保持快速增长态势。
“随着碳纤维材料制造工艺进步,成本也在不断下探,从应用的车型就可见一斑。之前都用在百万级豪车上,现在许多国产30万-40万元车型上都有了碳纤维的身影。”在近日全球领先复合材料综合解决方案提供商HRC举办的首届媒体技术开放日上,HRC汽车总经理骆涛为在场媒体老师详细介绍了HRC的各项业务情况。
HRC作为一家从事轻量化高性能碳纤维零部件研发、工程设计和工业化量产的跨国高科技型企业,在英国有子公司英智迪,主要做仿真分析,拥有有近30年的经验,同时在西班牙的巴塞罗那和德国的奥格斯堡设有商务分支。
目前HRC的量产基地都在常熟,此外还有ACTC复合材料研发中心,主要从事产品的试制和开发,以及开发一些先进的工艺技术。
HRC能提供的服务从高级研发、设计、工程开发一直到产品制造,HRC面向的市场也包括了汽车、航空航天、建筑、基础设施以及风能,主要关注汽车轻量化解决方案,将白车身、底盘、动力总成等部分作为减重优化的重点。
为了达到减重目标,HRC将整个轻量化开发的过程分为四个主要阶段,由于部件原本通常是基于钢或者铝设计的,HRC需要将部件重新基于复合材料来进行开发,需要考虑到结构以及材料的特点,进行材料的仿真分析,选择合适的材料,进而对材料、工艺以及结构作为整体考虑来进行设计优化,以最终实现材料从金属向复合材料的转变。
例如目前受到消费者关注的电动车,由于锂电池自重较大,相较于传统燃油车,电动车重量大幅增加,在主流车型中,电池重量近500kg的车型不在少数。然而重量的增加限制了车辆的续航里程,车企就需要通过减轻其他零部件的重量来降低车身自重,进而增加续航里程、提升车辆驾控性能,碳纤维这种强度高、密度低的复合材料也就成为了车企的不二选择。
据介绍,在中国市场,HRC已经覆盖了复合材料零部件开发及成型的各个环节,从材料选择、工艺推荐到最终的批量生产,形成一个具有高技术壁垒的服务闭环。
值得注意的是,在HRC最初进入中国市场时,中国主机厂基本都仅有材料部门,而并没有专门的轻量化部门,随着新能源车的崛起,轻量化这一领域逐渐受到了车企越来越多的重视。
在中国本土的碳纤维汽车零部件供应领域,HRC占据了最大的市场份额。HRC目前与中国本土大部分主机厂都建立了合作,如吉利、比亚迪、广汽、长城、长安、上汽等,不少项目已经进入量产或即将开始量产。
在此次媒体日上,对HRC在碳纤维汽车应用方面的布局和能力有了全面了解,对碳纤维材料和市场有了新的认识,在不断扩大的市场需求牵引下,碳纤维在汽车轻量化、性能提升方面的价值还有待进一步开发。随着国产碳纤维更具竞争力,我国碳纤维行业也将加快向更成体系、更高性能、更低成本的方向迈进。