2024复合材料在汽车领域的应用（一）
同样在热塑性塑料领域，2023年秋季，聚烯烃和生物聚合物的生产商Braskem（美国宾夕法尼亚州费城）宣布，其推出了一种用于示范的安全带加强件，它由用复合材料编织的网格增强材料以及采用Weav3D Inc.（美国佐治亚州诺克罗斯）的单向纤维增强复合材料带材制成的聚丙烯（PP）片材制成。Weav3D的工艺能够为各行业大批量地生产热塑性复合材料的网格结构，与复合材料有机片材相比，据说可以减轻部件重量、降低成本以及减少浪费。
2024年初，HyWaSand项目展示了用于货车内部的储物箱翻盖示范件，它包含一个由全自动热成型工艺制成的热塑性复合材料夹层结构。参与该项目的德国合作伙伴包括：戴姆勒卡车公司（斯图加特）、爱尔铃克铃尔股份公司（斯图加特）、ThermHex Waben GmbH（哈雷）、Edevis GmbH（莱因费尔登-埃希特丁根）、弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所（简称弗劳恩霍夫IMWS，哈雷），奥地利的Engel Austria GmbH（施韦特贝格）也参与其中。他们表示，其结果有望用于生产轻质、低成本、大批量的内饰部件，并正在研究客户应用。
同样值得注意的是，2022年，宝马集团（德国慕尼黑）推出了其最新的电池电动运动休闲车（简称SAV）iX，它采用了Carbon Cage车架，该车架是在一个多材料的设计中综合应用了RTM编织预成型、纤维增强热塑性塑料的注射成型、模压成型和金属工艺，该设计是建立在宝马之前用于i3、i8 和7系的复合材料策略基础之上。
碳纤维轮毂
与结构和外饰部件一样，采用轻量化的碳纤维复合材料或混合采用金属与复合材料的轮毂长期以来一直在高性能、低产量的赛车上占有一席之地，其超轻重量有助于缩短车辆的单圈时间。
近年来，为量产车开发复合材料或混合材料的轮毂越来越受到重视。第一个完全商业化用于汽车行业的碳纤维轮毂由Carbon Revolution（澳大利亚Waurn Ponds）制成，于2008年被推向市场。2015年，Carbon Revolution针对福特野马Shelby GT350R车型推出了碳纤维的轮毂，但每套15000美元的价格，使得这些轮毂并不适合大批量的车辆。
从那时起，一些汽车复合材料的制造商就一直在寻求通过材料与工艺的组合，来使碳纤维轮毂在成本和性能上能与锻造和铸铝的轮毂展开竞争，这包括：
1. Vision Wheel（美国阿拉巴马州迪凯特）于2021年推出的轮毂，采用了A&P Technology（美国俄亥俄州辛辛那提）的编织织物和IDI Composites（美国印第安纳州诺布尔斯维尔）的材料，以期用于高性能汽车，最终用于电动汽车。
2. ESE Carbon Co.（美国佛罗里达州迈阿密）于2022年推出其E2一体式碳纤维轮毂，它采用订制纤维铺放预成型和RTM工艺制成，适用于售后市场。
3. Bucci Composites（意大利法恩扎）的20英寸碳纤维复合材料轮辋采用高压 RTM （HP-RTM）工艺制成，于2022 年推出，用于售后跑车/超级跑车细分市场。
4. Carbon Revolution于2023年推出了新的轮毂，目标是电动汽车和货车的售后市场。
5. 现代汽车（韩国首尔）于2024年2月首次推出用于其Ioniq 5 N NPXI汽车的碳纤维混合材料的轮毂概念。这款订制轮毂由车轮制造商 Dymag（英国威尔特郡）和复合材料的专业公司 Hankuk Carbon（首尔）合作开发，它整合了碳纤维复合材料的外轮辋与精加工的五辐锻造金属中心件。
这款21英寸、约10公斤的混合材料轮毂由 Dymag与Hankuk Carbon合作开发，是现代汽车公司集约化发展计划的一部分
（图片来源：Dymag和Hankuk Carbon）
回收材料或生物基材料
除了关注电气化之外，汽车行业还在不断创新，为众多部件提供更可持续的材料解决方案——从天然纤维复合材料到生物基树脂、可回收性等。这种对可持续发展的推动，可能很快就会被一些地区的立法所强制执行，如欧盟（EU）提议的一套规则，涵盖了从设计到报废（EOL）的整个车辆生命周期，比如，要求在车辆设计中最大程度地降低回收率、车辆中使用塑料的25%要来自回收材料，以及对某些部件的强制回收和再利用。
该领域的新进展包括：
1. 汽车技术供应商 Forvia（法国楠泰尔）宣布了多项举措，以实现更可持续的汽车制造和设计，包括：用模块化的内饰概念来减少对材料的使用和组装所需的部件，使用回收材料或生物基材料，以及增加其储氢罐的制造。
2. Forvia还于2022年在法国里昂成立了一个名为 Materi'Act 的研发部门，旨在开发、生产和销售碳足迹比传统材料低85%的材料。这项工作包括开发回收成分高达90%的树脂、开发该公司NAFILean大麻纤维/聚丙烯产品的新版本，以及开发由生物基前体和低能耗工艺制造的碳纤维。
Materi’Act的一个目标是生产由生物基前体制成的低碳足迹碳纤维，以及采用低能耗工艺生产纤维
（图片来源：Forvia）
3.在CIDER（用回收和可持续复合材料制造采用循环产品设计的汽车部件）项目的支持下，树脂供应商阿科玛（法国哥伦布）及其合作伙伴首次推出了一款由回收纤维和阿科玛的可回收Elium树脂制成的汽车门板。
4.亚麻纤维供应商 Bcomp（瑞士弗里堡）的亚麻纤维/环氧树脂材料已被用于各种汽车外饰和内饰部件，包括最近为Cupra（西班牙巴塞罗那）的Born VZ 电动汽车开发的座椅以及为一级汽车供应商 Eberspächer（德国埃斯林根）提供的公共汽车空调罩。
5. Optiplan GmbH（德国厄尔斯尼茨）和树脂供应商 AOC（德国沙夫豪森）合作开发的汽车夹芯板材料整合了Optiplan的回收 PET板材以及来自消费后PET废料的AOC的配方。
Sonichem的英国倡议致力于将生物质副产品转化为木质素，用于生产汽车用的塑料、树脂和复合材料
（图片来源：Sonichem）
6. 由可持续技术创新者 Sonichem（英国南安普敦）领导的一个联盟，正在开发专有的 Sonichem 超声技术，并生产可再生的、具有成本效益的替代品，用来替代石化产品以生产汽车行业使用的塑料、树脂和复合材料。
原文链接：
https://www.compositesworld.com/articles/composites-end-markets-automotive-(2024)
来源：东华经纬新材料研究院
