F1卷起汽車輕量化“颶風” 纖維增強復合材料技術工藝迎高光時刻-武漢中科先進材料科技有限公司

F1卷起汽車輕量化“颶風” 纖維增強復合材料技術工藝迎高光時刻

時間：2024-06-20 來源：

五盞紅燈熄滅，引擎聲震耳欲聾。4月21日，F1中國大獎賽在滬落幕，10支車隊在56圈的激烈角逐中上演“速度與激情”。最終，紅牛車隊荷蘭車手維斯塔潘以1小時40分52秒554的成績奪冠。

F1中國大獎賽比賽現場

F1卷起汽車輕量化“颶風”

F1的火熱，不僅讓車手與車隊收獲大量關注，從F1賽車車身上的碳纖維材料、到高性能復合材料輪胎，賽場上的極致速度呈現，也讓汽車輕量化材料再次迎來高光時刻。

F1賽車作為民用車新技術的“試驗田”，其許多尖端科技，也深刻影響著家用汽車設計，輕量化也不例外。從底盤、車身、發動機到新能源車三電系統，無論是賽車、超跑、還是民用汽車領域，復合材料因其輕質高強等一系列優異性能，已成為汽車輕量化發展的主要選材。

比亞迪仰望U9采用“超級碳艙”碳纖維安全車身架構，顯著提升車輛的性能。
廣汽埃安昊鉑SSR采用了100%碳纖維全覆蓋車身，并在方向盤、前內飾板等部位也大量使用了碳纖維材料，充分發揮了復合材料在提升汽車性能方面的優勢。
奧迪A8配備的兩個電動可調節的獨立后排座椅，其外殼使用了復合成型工藝制造, 與鋼板相比，重量減輕45%。
大眾阿特拉斯和途昂SUV的前端模塊使用了連續纖維增強熱塑性復合材料嵌件，比用鋼板制成的嵌件約輕50％，還可承受更高的應力。
保時捷911敞篷版中使用的輕質A柱、梅賽德斯—奔馳GLE SUV的前端支撐中的兩個焊接復合半殼。
長安福特車門基板、保時捷帕拉梅拉與賓利歐陸GT的全塑料剎車踏板等都使用了復合材料。
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常見汽車用纖維增強復合材料

汽車用碳纖維增強聚合物基復合材料（CFRP）

碳纖維復合材料具有更高的輕量化效果、高結構承載能力、抗沖擊吸收能力，可以實現大型部件整體成型等優勢。密度約為1.6g/cm3，不足鋼材密度的1/4，同時擁有優異的力學性能、環境耐候性、尺寸穩定性、可設計性、高吸能效率及減震性，在碰撞中的能量吸收能力是鋼或鋁的4-5倍，用于車身結構部件具有良好的碰撞安全性。在汽車上運用最多的地方就是車身，諸如引擎蓋、車架、車頂框架及加強筋、A/B/C/D立柱及車門、擾流板、頂板、翼子板等。

碳纖維汽車電池保護箱

豐田“GR 雅力士”車頂

汽車用玻璃纖維增強熱塑性復合材料（GFRP）

玻璃纖維增強復合材料，是由玻璃纖維和樹脂組成的復合材料，基體材料通常選擇熱固性樹脂（環氧樹脂、聚氨酯），熱塑性樹脂（PP、PA、PET、PBT）。具有優異的強度、彎曲性、抗沖擊性、耐熱性和尺寸穩定性等特點。GFRP的相對密度通常在1.5~2.0 g/cm3，只有碳鋼的1/4~1/5，低于鋁材的2.7 g/cm3，但其拉伸強度卻接近甚至超過碳素鋼。

GFRP復合材料板簧

汽車用玄武巖纖維增強熱塑性復合材料（BFRP）

玄武巖纖維具備強度高、耐高低溫、耐久性好、耐腐蝕、不吸水、介電性能好、可防輻射、良好的透波和吸波性能、性價比適中的特點，常用于增強熱塑性復合材料。BFRP密度在2.1g/cm3左右，與鋁合金產品相比，玄武巖纖維復合材料新能源汽車電池殼體，可實現減重30%~50%，且耐腐蝕、隔熱防火。玄武巖纖維復合材料汽車板簧產品在達到相同使用性能的同時，可較傳統金屬板簧減重50%-70%，疲勞壽命是金屬板簧的5倍。