Componentes de fibra de carbono em aplicações automotivas

O material compósito de fibra de carbono possui excelentes propriedades mecânicas e é o único material cuja resistência não diminuirá em um ambiente inerte de alta temperatura acima de 2.000 °C.Como um material de alto desempenho, o material composto de fibra de carbono tem suas próprias características de peso leve, alta resistência, alto módulo de elasticidade e resistência à fadiga.Tem sido aplicado em muitos campos, como cuidados médicos de alta qualidade, aeroespacial, indústria, automóveis, etc. Seja na carroceria, na porta ou na decoração de interiores, os materiais compósitos de fibra de carbono podem ser vistos.

O peso leve do automóvel é a tecnologia central e uma importante direção de desenvolvimento da indústria automobilística.Os materiais compósitos de fibra de carbono podem não apenas atender à demanda por peso leve, mas também apresentar certas vantagens em termos de segurança do veículo.Atualmente, os materiais compósitos de fibra de carbono tornaram-se materiais leves mais populares e promissores na indústria automotiva, depois das ligas de alumínio, ligas de magnésio, plásticos de engenharia e compósitos de fibra de vidro.

1. Pastilhas de freio

A fibra de carbono também é usada em pastilhas de freio devido à sua proteção ambiental e resistência ao desgaste, mas os produtos que contêm materiais compósitos de fibra de carbono são muito caros, portanto, atualmente, esse tipo de pastilha de freio é usado principalmente em carros de última geração.Os discos de freio de fibra de carbono são amplamente utilizados em carros de corrida, como carros de corrida de F1.Pode reduzir a velocidade do carro de 300km/h para 50km/h em uma distância de 50m.Neste momento, a temperatura do disco do freio subirá acima de 900°C e o disco do freio ficará vermelho devido à absorção de uma grande quantidade de energia térmica.Os discos de freio de fibra de carbono podem suportar altas temperaturas de 2500°C e possuem excelente estabilidade de frenagem.

Embora os discos de freio de fibra de carbono tenham excelente desempenho de desaceleração, atualmente não é prático usar discos de freio de fibra de carbono em carros produzidos em massa, porque o desempenho dos discos de freio de fibra de carbono só pode ser alcançado quando a temperatura atinge acima de 800 ℃.Ou seja, o dispositivo de freio do carro só pode entrar nas melhores condições de funcionamento depois de percorrer vários quilômetros, o que não é adequado para a maioria dos veículos que percorrem apenas uma curta distância.

2. Corpo e chassi

Como os compósitos de matriz polimérica reforçada com fibra de carbono têm resistência e rigidez suficientes, eles são adequados para fabricar materiais mais leves para peças estruturais importantes, como carrocerias e chassis de automóveis.

Um laboratório nacional também conduziu pesquisas sobre o efeito de redução de peso de materiais compósitos de fibra de carbono.Os resultados mostram que o peso da carroceria de material polimérico reforçado com fibra de carbono é de apenas 180kg, enquanto o peso da carroceria de aço é de 371kg, uma redução de peso de cerca de 50%.E quando o volume de produção é inferior a 20.000 veículos, o custo de usar RTM para produzir uma carroceria composta é menor do que o de uma carroceria de aço.

3. Centro

A série de cubos de roda “Megalight — Forged — Series” lançada por WHEELSANDMORE, um conhecido especialista alemão em fabricação de cubos de roda, adota um design de duas peças.O anel externo é feito de fibra de carbono e o cubo interno é feito de liga leve, com parafusos de aço inoxidável.As rodas podem ser cerca de 45% mais leves;tomando as rodas de 20 polegadas como exemplo, o aro Megalight-Forged-Series pesa apenas 6kg, o que é muito mais leve que o peso de 18kg das rodas comuns do mesmo tamanho, mas rodas de fibra de carbono O custo do carro é muito alto, e um conjunto de rodas de fibra de carbono de 20 polegadas custa cerca de 200.000 RMB, que atualmente só aparece em alguns carros de ponta.

4. Caixa de bateria

A caixa da bateria usando materiais compósitos de fibra de carbono pode realizar a redução de peso do vaso de pressão sob a condição de atender a este requisito.Com o desenvolvimento de veículos ecológicos, o uso de materiais de fibra de carbono para fabricar caixas de baterias para veículos com célula de combustível movidos a hidrogênio tem sido aceito pelo mercado.De acordo com informações do Seminário sobre Células de Combustível da Agência de Energia do Japão, estima-se que 5 milhões de veículos usarão células de combustível no Japão em 2020.

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Horário da postagem: 19 de abril de 2023

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