随着新能源汽车产业的蓬勃发展,续航里程和轻量化成为了各大车企竞争的技术高地。碳纤维短切作为一种兼具高性能与工艺经济性的材料,正在从赛车和超跑的特殊部件,快速走向大众化汽车的批量生产中。
在汽车领域,碳纤维短切主要应用于两大方向:一是结构增强部件,二是功能性部件。
在结构增强方面,碳纤维短切被广泛应用于模压成型(SMC)和注塑成型工艺中。例如,汽车的前端模块、仪表盘骨架、座椅靠背、底部护板等部件,都可以采用碳纤维短切增强塑料来制造。通过将碳纤维短切与尼龙或聚丙烯复合,材料的比强度和比刚度得到显著提升,部件厚度可以减薄,从而实现20%-30%的减重效果。尤其值得一提的是碳纤维短切片状模塑料(CF-SMC),这种材料在模具中流动性能极佳,能够成型带有加强筋和复杂几何形状的大型薄壁部件,同时将成型周期缩短至10分钟以内,完全满足了汽车工业4万小时/年的量产节拍要求。
在功能性部件方面,碳纤维短切的导电性和导热性得到了发挥。在新能源汽车的电池包中,端板和外壳材料需要具备一定的导电性以实现静电耗散,同时需要良好的导热性以帮助电池散热。传统的塑料是热的不良导体,而添加一定比例的碳纤维短切后,复合材料的热导率和电导率可以得到数量级的提升。此外,在燃油泵、涡轮增压进气管等需要耐受燃油侵蚀和高温环境的部件中,碳纤维短切增强的聚苯硫醚(PPS)或聚酰胺(PA)已成为替代金属的理想材料。
随着800V高压平台的普及,电机周围会产生更强的电磁干扰。碳纤维短切增强复合材料因其良好的导电性,可以被用来制造具有电磁屏蔽功能的控制器外壳,保护敏感的电子元件。可以说,碳纤维短切正在深度融入汽车制造的每一个环节,成为推动汽车产业轻量化、电动化转型的关键助力。
