探寻HRT车队之碳纤维单体壳技术的短板

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探寻HRT车队之碳纤维单体壳技术的短板

发布日期:2015-09-18 作者: 点击:

随着整车轻量化科技的进步,复合材料以及轻质铝材将会越来越多的出现在汽车的车身成型技术中。同等质量下强度更高、重量更轻的碳纤维复合材料从眼下来看无疑是一个非常靠谱的选择。在上一期的文章里,车云菌通过哈尔滨工业大学HRT车队的赛车对碳纤维单体壳车身技术进行了概括式的介绍(各位看官请点击)。今天车云菌将继续跟随哈尔滨工业大学HRT车队的脚步,继续来说说碳纤维单体壳车身的那些事。

正如之前的文章里讲到的那样,碳纤维单体壳车身技术拥有轻量化、高扭转刚度、高整合度以及高安全性等四大优势,是一种非常理想的车身结构材料形式。但是,为什么碳纤维单体壳技术又迟迟没有在汽车市场中实现普及呢?所以,接下来,咱们先来看看碳纤维单体壳车身所存在的短板。

第一大短板是成本。对于整车制造企业而言,传统汽车的车身成型工艺包括钢板裁切、冲压、焊接三个过程,而在这三个过程当中,除了焊点以外,作为原材料的钢板或者铝板在整个过程中所承受的是物理变形,同时在整个过程中也没有其他原料的加入。所以,传统车身成型工艺的产出和输入并没有带来材料物理特性的改变。换句话说,焊接完成之后的车身钢板还是钢板,并没有因为变成车身了就成为了另一种物质。

而碳纤维单体壳车身就不一样,碳纤维复合材料的基材可分为碳纤维预浸布和碳纤维干布两种,二者的区别就在于前者已经完成了树脂浸入的预处理,在成型过程中不需要树脂的加入。而后者则需要在成型工艺时加入树脂。出于成型精度的考虑,碳纤维单体壳车身都采用了碳纤维预浸布作为基材。

整个碳纤维单体壳车身的制作工艺则需要进行碳纤维丝织布、预浸布、裁剪预浸布、铺层、固化等几个步骤,这一系列的步骤中涉及到的有原材料的物理变化以及材料内部的分子结构变化。所以说,碳纤维单体壳车身成型工艺的产出和输入在原材料特性上已经不再是同一物品。而这也就意味着,碳纤维单体壳车身的原材料成本会居高不下,特别是预浸布的成本。举个例子,HRT车队所使用的碳纤维树脂预浸布售价超过400元每平方米,由于预先浸入了树脂,所以预浸布对于保存环境有着极高的要求,需要低温保存,否则将会因为树脂将会变质。这是原材料成本。

接下来的成本是模具成本,碳纤维单体壳的成型技术与大部分的复合材料成型技术类似,采用的是热塑成型,具体点说采用的是真空热压成型。关于成型的这一部分内容车云菌会在随后详细阐述。就模具而言,热塑成型的模具复杂度就要远远高于冷压模具,自然成本也是居高不下。对于HRT车队而言,模具无疑是最大的成本,更何况赛车只造那么几辆,所以模具费用分摊到每一辆赛车上都是一笔不可小视的费用。由于年轻人们在绝大多数情况下都是自己动手丰衣足食,所以HRT车队的碳纤维单体壳车身的成本并不能准确的提供,但是预计将超过12万元。可见,碳纤维单体壳技术要全面运用到家用轿车领域还真有很长的一段路要走。


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