使用碳纤维=提升汽车制造成本? 碳纤维价格多少一公斤

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一、使用碳纤维=提升汽车制造成本?

一、使用碳纤维=提升汽车制造成本?

业内人士普遍认识到，成本过高是制约碳纤维复合材料（CFRP）在汽车上批量应用的重要因素。甚至有人认为，一旦采用碳纤维复合材料，制造成本将会大幅增加。这也是CFRP在汽车应用中普及的原因。最大的障碍。毫无疑问，碳纤维零部件的原材料价格较高。目前市场上碳纤维原丝的价格为每公斤120元以上，是玻璃纤维价格的10倍以上。此外，与碳纤维配套使用的环氧树脂等基体价格依然居高不下，但原材料价格并不是碳纤维零部件昂贵的主要原因。复杂的制造工艺是决定性因素。那么，使用碳纤维部件肯定会增加汽车制造成本吗？事实上，一些CFRP企业已经在积极通过工艺改进来降低生产成本。从另一个角度来看，在零部件加工、装配等工序上，碳纤维零部件的使用本身正在有效降低汽车制造成本。

宝马I3的量产就是最明显的例子。为了量产I3，宝马与CFRP Enterprises成立了合资企业，并采用了新的汽车生产工艺。一般的汽车装配线使用焊接来连接冲压钢板，但I3使用RTM方法通过连接约150个零件来组装骨架，并加热整个模具以硬化成型产品。所谓RTM法，是将碳纤维织物等预成型，生产出产品形状的预成型体，将预成型体固定在模具上，浇注热固性环氧树脂等材料的成型方法。 I3的RTM成型周期约为10分钟，1分钟即可成型。这种材料不仅生产效率高，而且具有与汽车装配线相同的循环时间，并且具有能够与其他工艺同步的优点。更重要的是，车架组装无需焊接，流水线上没有焊接工序。大约150个零件听起来很多，但与使用钢板制作框架相比，数量减少了约2/3。更高的生产和装配效率，为I3量产车降低了可观的劳动力成本，这也成为碳纤维零部件全面进入大众车量产的重要优势。

与宝马I3类似，为了实现碳纤维复合材料部件在普通量产车上的使用，浦卓的解决方案是通过减少部件装配中的剪切、紧固、螺纹插入等步骤，实现更简单、更强、更强的工艺。更高的组件，尤其是在汽车内饰应用中。

有很多方法可以借鉴，比如在螺纹紧固件的插入和固定等独立工序中采用优化工艺，以及使用高质量的直铸复合面板，使其比传统制造的铰链更耐用。流程。由于节点较少，零件成本大大降低，并且组件的机械强度更高。通过预先成型的模具零件，采用塑料逆向注塑工艺覆盖复杂的结构部件，最终获得成品。与一步一步逐渐清晰相比，这个过程要整洁得多。以前复合材料部件的生产过程需要大量的人工干预，包括铰链过程和手动修改过程。这不仅延长了整个生产过程的时间，而且需要相对客观的劳动力成本。这些冗余的手动流程可以通过上述自动化流程来简化或消除。通过这样的新工艺制造一个元件的成本是传统工艺的60%，但最终两者在外观上是完全相同的，而且新工艺甚至达到了更高的质量。

对此，浦卓复合材料工程经理Gary White明确表示：“我们希望降低零部件在装配过程中的成本，不仅仅是零部件本身，还有装配过程。从更宏观的角度来看，我们认为，新的方法可以使碳纤维复合材料部件更接近大众市场。”目前，浦卓已开始采用该工艺生产两款高端汽车的内饰部件。

无论是宝马I3还是Prodrive，他们之所以能够有效降低使用碳纤维零部件的成本，主要得益于他们与CFRP制造公司和整车厂的密切合作。通过CFRP企业，可以对汽车生产线形成更高层次的需求整合和二次开发。提高生产效率，降低人工成本，从而降低汽车整体制造成本。简单来说，“汽车制造商+CFRP零部件供应商”的联盟产业布局，可以有效解决汽车CFRP应用量产的成本问题。但不可忽视的是，我国目前不仅缺乏如此紧密配套的产业联盟，而且尚未形成实质性的研究、设计、开发、制造、装备、检测、应用评价等一站式产业链。在CFRP零件的质量控制方面，装配技术与国外的差距也相当大，还存在巨大的进一步研究和改进的空间。

对于汽车制造商来说，在建立整体产业联盟时，必须精心选择碳纤维复合材料生产加工制造商强强联手，紧密合作，共同开发潜在需求零部件的设计和研发问题。这将更有利于整套解决方案的开发和实施。而这一选择必须基于对CFRP企业技术方面，尤其是对方“产学研”深度和硬件设施配备的综合评估。深耕CFRP行业多年的无锡威盛新材料有限公司与上海同济大学、南京航空航天大学建立了长期合作关系，以保持行业领先地位。其研发中心与其他科研院所、研发机构合作。拥有新型碳纤维复合材料研发及材料性能检测所需的各种大型进口仪器设备的优势，如电磁屏蔽检测设备、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等，为进一步满足客户需求的必要条件。这些条件也是中国南车、上汽集团等轨道交通企业和汽车制造商选择其作为合作伙伴的重要原因。

对于有汽车碳纤维零部件开发计划的CFRP企业来说，在进一步改进生产工艺、提高合格率和制造率的同时，还需要开发可用于汽车轻量化开发的快速成型和集成设计零部件。优先发展汽车零部件。无锡威盛新材料有限公司在加强产学研合作的同时，高度重视碳纤维配套树脂体系的研究。其研发中心负责人表示：“我们对树脂体系进行系统研究，主要目的是拓展碳纤维复合材料。根据产品需求设计树脂体系的范围，有利于碳纤维复合材料结构的生产。”适合汽车主机厂的零部件，并在一定程度上降低了碳纤维复合材料的生产成本。”

总之，CFRP企业主动向汽车主机厂靠拢，有效降低了汽车厂商碳纤维零部件的生产成本，这也将进一步推动CFRP在汽车领域的量产应用。

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