汽车的未来是“轻量化”,如何实现碳纤维复合材料应用是汽车轻量化的重要选择之一。

今年初,汽车行业经历持续震动,前途K50被爆2018年销量仅为59辆;特斯拉过山车式的价格浮动牵动着国内用户的心,同样为此提心吊胆的,还有对标高端市场的蔚来汽车。

3月6日,蔚来发布了自己2018年第四季度的财报,财报显示,蔚来在Q4交付7980辆车,2018年总收入79亿元,但一整年的亏损额达到96亿人民币。

在降低第一季度交付前景并取消上海制造工厂建设计划后,蔚来汽车在3月6日、7日两个交易日内累计下跌超3成,7日收报7.09美元,跌幅创历史新高,引发行业热议。

此外,在汽车行业的材料供应端也风波不断。

1月15日,康得新违约事件爆发,让其从白马股以迅雷不及掩耳之势蜕变成黑天鹅,震撼着材料领域。据新材料在线®了解,ST康得新目前主营业务是预涂膜、光学膜等高分子材料,大股东康得集团则主攻碳纤维复合材料。

提到碳纤维行业,一直绕不开“亏损”这个词,碳纤维门槛高、投入大、周期长、回报慢的特点让企业背负沉重的经营负担,如果没有强大的财务支持,几乎没有活下去的可能,融资换发展一度被碳纤维企业视为最后的希望。

这次违约事件不仅牵动着康得新,也让有望获得融资的南京某新材料企业期望落空,这家企业以碳纤维复合材料为主营业务并曾在2017年被估价1亿人民币。

就职于这家新材料企业的财务总监李明哲在接受新材料在线®采访时表示,目前公司把工作重心放在了发展自己的主营业务上,已与中车公司建立合作,并敲定了碳纤维应用在高铁的业务。

对于融资,此刻的李明哲并没有表现出以往的热情。

汽车轻量化该如何发展?碳纤维应用的短板在哪里?新材料在线®采访了行业专家,寻找答案。

高成本是“始作俑者”?

纤维复合材料具有其他材料不可比拟的比强度和比模量,远低于钢铁和铝,与钢铁相比,由碳纤维增强复合材料制成的车身可实现减重60%的效果,可达到降低燃油消耗的目的。

鉴于现阶段碳纤维复合材料的成本太高,目前仅用于高端车、超跑、赛车、改装车、限量版车型以及少量的电动车上的应用上,如梅赛德斯-奔驰、全新一代宝马8系、福特Mustang Shelby GT500、北汽ARCFOX-7、前途K50。

车企遭遇滑铁卢、碳纤维应用瓶颈难突破,出路在哪里?-复合材料网

K50

汽车厂商采购的某种材料的动力和意愿是它能否降低整车成本,一位不愿透露姓名的业内人告诉新材料在线®,很多人都盯着车身的轻量化,但是一辆整车钢结构件的总成本不过数千元。其他材料若想替换低成本的钢结构材料非常困难。

一般来说,碳纤维复合材料的成本比金属材料高出2倍-3倍以上,还取决于复合材料的用量。而且,汽车一旦被撞击,碳纤维复合材料要整体换掉,不像其他金属材料,通过敲打还可以恢复原形。这可能也是宝马i系列车又将碳纤维复合材料换回轻质金属材料的原因之一。

此外,碳纤维复合材料设计环节能力不足及碳纤维零部件生产效率低也成为碳纤维在汽车上大规模应用的两大关键掣肘。

苏州华特时代碳纤维有限公司总经理、前途汽车研究院副院长熊飞在接受新材料在线®采访时表示,碳纤维复合材料与其他材料如钢、铝合金相比,在性能以及轻量化上具有无可比拟的优势,之所以目前发展遇到瓶颈,有两个重要因素:

一是应用端大家对碳纤维复合材料缺乏了解,设计能力还不够强,知其然而不知其所以然。

二是目前的碳纤维零部件生产效率偏低,无法适应大规模量产,导致成本居高不下,成型工艺还有很大的提升空间。

碳纤维复合材料发展的唯一出路就是踏踏实实的做技术,坚持技术创新。

随着目前碳纤维复合材料应用的越来越广泛,技术积累也越来越深厚,熊飞相信在未来两到三年,碳纤维复合材料一定会有很大的发展。

车企兴衰一直似乎与自我突破息息相关,是否尝试碳纤维应用便体现出了车企的守旧与创新。

2018年前11月,中国车市遭遇寒流,陷入近30年来的首次负增长。随着市场竞争加剧,新技术和新产品成为撬动市场的利刃之一,前途K50通过了全铝合金框架与碳纤维覆盖件等复合材料的应用实现了轻量化效果。

不过,对于碳纤维复合材料在汽车上的应用,浙江某材料公司投资经理高飞认为,在汽车轻量化解决方案中,碳纤维复合材料是一个重要选择方向和解决方案。

碳纤维复合材料机械性能远大于普通玻纤增强的复合材料,接近金属镁和金属铝的强度和刚性,并且实现了导电性能,可以直接注塑成型,大幅降低了加工成本。

高飞表示,碳纤维复合材料接近金属材料的物理性能,在汽车上的应用一般是代替金属材料,以实现轻量化、节能减排以及降低加工成本的目的。

“碳纤维应用”未来可期

在接受新材料在线®的采访中,高飞提到的碳纤维复合材料的使用以及汽车的轻量化设计在未来的趋势其实是必然的,随着汽车工业的发展和越来越成熟,金属材质作为汽车上的主要材料,也不可能永远的保持活力,而新鲜的产物往往就是这么产生的,汽车工业的技术越来越成熟,汽车本身的问题也会越来越少。

不管是新能 源还是传统燃油汽车,轻量化的发展是一个必然趋势,但轻量化不会强调只用某一种材料,未来的趋势必定是多种材料复合使用,比如说在车上,高强钢、铝合金、镁合金,甚至包括碳纤维等这些材料的组合应用。

未来不管是用哪一种材料,大家并不用担心车的轻量化会导致车的安全性变差。

国务院总理李克强在3月5日的政府工作报告中表示,深化大数据、人工智能等研发应用,培育新一代信息技术、高端装备、生物医药、新能 源汽车、新材料等新兴产业集群,壮大数字经济,加快在各行业各领域推进“互联网 ”。

新一轮的科技革命正在改变汽车制造,汽车企业将加速向服务型智造转型升级。铝合金、碳纤维等新材料应用推动汽车轻量化,同时新工艺以及人工智能、物联网、大数据、云计算等新技术的发展,将推动汽车制造深刻变革。

对此,高飞建议,碳纤维应用在汽车是件好事,但是车企需要认真考虑自身是否有实力进行这个项目尝试。(文/李梅)