下文是東華大學(xué)研究院副院長(zhǎng)余木火在第三屆國(guó)際交通運(yùn)輸裝備輕量化峰會(huì)上的演講：
 

東華大學(xué)研究院副院長(zhǎng)余木火
 

    碳纖維在車上面的應(yīng)用大家都知道了，意義就是減重，減油，減排放。實(shí)際上還有兩個(gè)挺重要的事情就是剎車距離簡(jiǎn)短，美國(guó)2012年開始有一個(gè)計(jì)劃，就是65歲以上的駕駛?cè)藛T以后剎車距離要比較短，第三個(gè)很重要的就是吸能，它是金屬材料的5到6倍。所以一個(gè)很典型的例子，一個(gè)賽車撞了以后其他的東西都碎了，里面的駕駛員出來(lái)以后繼續(xù)開，所以可以把大量的能量吸收在汽車上面。

    輕量化對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)有兩個(gè)很重要的意義，對(duì)于新材料產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)于汽車材料來(lái)說(shuō)不管是新的排放標(biāo)準(zhǔn)，還是電動(dòng)汽車都是迫切需要輕量化的。更重要的是這個(gè)技術(shù)有可能成為汽車未來(lái)的核心技術(shù)。所以我們國(guó)家在先非常的重視，工程院在組織一個(gè)報(bào)告，希望2015年能夠盡快的做好這個(gè)報(bào)告，這個(gè)報(bào)告是給各個(gè)部委的報(bào)告和建議清單，同時(shí)包括維護(hù)，所以他們希望2015年盡快把這個(gè)清單寫出來(lái)。

    所以，我們四年前國(guó)際汽車輕量化聯(lián)盟，這個(gè)聯(lián)盟是歐美國(guó)家材料大企業(yè)想要進(jìn)入中國(guó)主機(jī)廠，他們就做了這樣一個(gè)聯(lián)盟，希望能夠進(jìn)入中國(guó)主機(jī)廠。所以這個(gè)聯(lián)盟希望以后大家也能夠參加這個(gè)聯(lián)盟，我們每年有兩次會(huì)，開始的只有十幾家企業(yè)，現(xiàn)在有一百多家企業(yè)。這次我快速過(guò)一下汽車非常必要，盡快的要能夠形成科技技術(shù)，那么中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)就會(huì)和國(guó)家縮短。所以國(guó)際上幾乎大的企業(yè)都在和碳纖維廠聯(lián)合開發(fā)在汽車上面的應(yīng)用，所以中國(guó)的汽車企業(yè)也看到了這個(gè)趨勢(shì)，也在開始做一些工作。這個(gè)就是幾個(gè)例子。

    這個(gè)是世界各個(gè)國(guó)家都有碳纖維在汽車上面應(yīng)用的計(jì)劃，世界上各個(gè)公司也都有這個(gè)計(jì)劃，各個(gè)公司和碳纖維聯(lián)合，所以，可以說(shuō)世界上所有的汽車企業(yè)，或者是整車企業(yè)，像概念車，幾十輛幾百輛車的，還有中國(guó)一部分企業(yè)是做零部件的，這個(gè)快速的過(guò)一下。現(xiàn)在世界上各個(gè)國(guó)家?guī)缀醵加熊囆驮谧觥汃R也是有很多車型都用碳纖維的技術(shù)，法拉力，蘭博基尼，T福特，奔馳，保時(shí)捷，標(biāo)致也有很多車型。還有一部分設(shè)計(jì)很時(shí)尚，很奇特的碳纖維的概念車。這個(gè)是奔馳希望做水路兩用的概念車。

    這個(gè)車我特別說(shuō)一下，改變了汽車原來(lái)了用大的框架式的結(jié)構(gòu)，這個(gè)是很奇特的外觀。另外一個(gè)是車型車?yán)锩妫裉厮估岩苿?dòng)終端作為特點(diǎn)在車上面，還有一個(gè)很重要的趨勢(shì)就是車內(nèi)空間的生活化，把它作為可以改變，我們現(xiàn)在車不是交通工具，開到哪個(gè)地方都希望座下來(lái)幾個(gè)在哪里聊聊，可以換成人物休息的換，這個(gè)我覺(jué)得碳纖維很容易做的，這個(gè)也是有很多公司在朝這個(gè)方向發(fā)展。

    從車上面來(lái)用，一個(gè)是車身，現(xiàn)在有兩種結(jié)構(gòu)，一個(gè)是底盤，像這個(gè)底盤和車身是分離的，還有一種是底盤和車身是一體化的。還有大量的公司在做內(nèi)飾件和外飾件，這塊快一點(diǎn)過(guò)。總的來(lái)說(shuō)世界上現(xiàn)在幾乎所有的汽車生產(chǎn)公司都有碳纖維車型或者是零件在做，說(shuō)明碳纖維在汽車上面的應(yīng)用，我覺(jué)得是產(chǎn)業(yè)化的前奏。

    瓶頸，大家都說(shuō)主要是價(jià)格的問(wèn)題，價(jià)格的問(wèn)題我早上講過(guò)了，實(shí)際上原材料的成本一般占的比例是30%，成型的成本占70%，像寶馬占89%，所以核心的問(wèn)題是生產(chǎn)線上面來(lái)做的材料而不是用手工一件一件做的。所以這個(gè)里面很重要的是復(fù)合材料成形技術(shù)的重大變革，以及各種技術(shù)的綜合應(yīng)用和現(xiàn)代化的結(jié)合起來(lái)來(lái)做汽車的碳纖維復(fù)合材料的構(gòu)件，要滿足大批量，大批量首先是基本單元的快速成形。現(xiàn)在熱固性的材料固化過(guò)程要十分鐘一件，這個(gè)基本上已經(jīng)解決了，因?yàn)楝F(xiàn)在有好幾個(gè)數(shù)字都是在5分鐘以下就可以完全固化。所以核心的問(wèn)題是解決固化很快以后產(chǎn)生的熱量怎么不產(chǎn)生消氣的問(wèn)題，這樣的樹脂因?yàn)榇蠹叶加X(jué)得這個(gè)事情很難，所以一公斤賣到500，1000塊錢，如果500，1000塊用在航空天行的地方，所以做這個(gè)事情的出發(fā)點(diǎn)就是錯(cuò)誤的。應(yīng)該在幾十塊錢才有必要去開發(fā)。第二個(gè)是熱塑性熱，現(xiàn)在是大趨勢(shì)，但是連接是一個(gè)問(wèn)題，所以日本重點(diǎn)是覆蓋件用熱塑性做，但是節(jié)連是一個(gè)問(wèn)題。

    成本的問(wèn)題是寶馬I3汽車給我們極大的信心，也說(shuō)明了通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步是可以突破成本的問(wèn)題。同時(shí)，我給大家一些信號(hào)，就是對(duì)于碳纖維還有可以降價(jià)的空間，現(xiàn)在全球都在做碳纖維的低價(jià)，目標(biāo)早期提出是10美金，在先5到6美金也是可行的，熱塑性日本現(xiàn)在最先進(jìn)，他們已經(jīng)建立了生產(chǎn)線，可能跟以前的GMT不一樣，重點(diǎn)是熱塑性怎么樣提高連接性，讓做出來(lái)的鋼板切線要小，我們也做了一個(gè)小型的線。很重要的是日本有一個(gè)國(guó)家計(jì)劃在做連續(xù)纖維和回收的無(wú)紡布的纖維，還有和LFT的注塑，包括用LFT注塑的一塊成型是很重要的方法。

    這個(gè)是我提出的概念，就是我們用碳纖維肯定是比原來(lái)的金屬成本貴，從大的社會(huì)來(lái)說(shuō)用金屬多燒耗油，多排放二氧化碳，碳纖維是比較環(huán)保的，所以如果要推動(dòng)的話要政府買單，企業(yè)買單，或者是由客戶來(lái)選擇，這樣可以解決量產(chǎn)車上面一部分零件由碳纖維替代金屬。發(fā)改委很贊同這個(gè)想法，就是汽車從概念的角度把錢花在產(chǎn)業(yè)的技術(shù)推動(dòng)上面。實(shí)際上這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于汽車在開發(fā)的過(guò)程中，傳統(tǒng)零件，金屬件，碳纖維零件同步的做實(shí)驗(yàn)，一直到碳纖維零件拿到國(guó)家的法規(guī)。第二個(gè)像寶馬一樣集中的投入。

    所以，第一個(gè)機(jī)會(huì)就是零部件作為客戶選配件。我呼吁我們汽車OEM廠商不需要花錢，只多了一個(gè)測(cè)試的錢，評(píng)價(jià)的錢，把復(fù)合材料的零部件和金屬零部件一起評(píng)價(jià)，到最后客戶能夠接受，法規(guī)能夠接受，這樣我相信可以有一大批作為整車的配件，這樣這個(gè)產(chǎn)業(yè)能夠發(fā)展起來(lái)。第二個(gè)就是整車，我們從電動(dòng)車入手，電動(dòng)車的車身入手，車手沒(méi)有碳纖維的話其他就是修修補(bǔ)補(bǔ)了，這個(gè)我們也是做一個(gè)計(jì)劃，希望兩個(gè)車型能夠量產(chǎn)，由國(guó)家來(lái)貼補(bǔ)計(jì)劃。第三個(gè)就是原材料中間體，如果在車上面用的話，需要一大批的企業(yè)。第四個(gè)就是裝備，就是有一大批做復(fù)合材料成形，有成套裝備的技術(shù)。

    最后講一下我們東華大學(xué)做的事情，東華大學(xué)在碳纖維復(fù)合材料上面已經(jīng)有30幾年的歷史，也有一些基礎(chǔ)，在國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里面有三個(gè)方向。這個(gè)中心主要以民用航空復(fù)合材料帶動(dòng)高端的復(fù)合材料以及碳纖維的更堅(jiān)，用汽車復(fù)合材料帶動(dòng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳纖維怎么樣低成本化，我覺(jué)得我們現(xiàn)在的技術(shù)和美國(guó)實(shí)驗(yàn)室做的應(yīng)該是相當(dāng)?shù)乃健?/p>

    第二個(gè)是我們?cè)陂_發(fā)量產(chǎn)的技術(shù)，傳動(dòng)軸是國(guó)際上真正在汽車產(chǎn)車上面的應(yīng)用傳動(dòng)軸產(chǎn)量300萬(wàn)件，中國(guó)現(xiàn)在在建一個(gè)原產(chǎn)可以10幾萬(wàn)件的傳動(dòng)軸，減重非常的明顯，原來(lái)是9.6公斤，用了這個(gè)以后3.6公斤，而且原來(lái)是兩個(gè)集成，用了碳纖維以后只要用一根就可以了，所以大大的節(jié)省了空間。第二個(gè)就是輪轂，我們現(xiàn)在也在做一個(gè)基本原形已經(jīng)通過(guò)，準(zhǔn)備做8000套的流水線。寶馬現(xiàn)在也在建流水線，我們現(xiàn)在的設(shè)備方案算下來(lái)3000萬(wàn)，我們希望明年2015年能夠量產(chǎn)。首先是改裝市場(chǎng)，再跟某一些車型作為選配件，通過(guò)選配件我們希望拿到國(guó)家的法規(guī)，如果沒(méi)有和車型組合，獨(dú)立拿法規(guī)的話還是挺難的，如果和車型走最后可能會(huì)通過(guò)。同時(shí)我們還在做863的項(xiàng)目，通過(guò)底板我們希望能夠?qū)嚿砹慨a(chǎn)，我們現(xiàn)在做的方案是各種各樣的，有金屬件，有泡沫，注塑件預(yù)埋成型，未來(lái)我們希望各種預(yù)埋件是注塑廠產(chǎn)生出來(lái)的。

    我們現(xiàn)在也是在做鉚接，焊接，包括尺寸精度都是借用航空的經(jīng)驗(yàn)在做這個(gè)事情。熱塑性我們有一個(gè)用拉體的辦法來(lái)做板材，用這個(gè)板材未來(lái)用先預(yù)熱以后用冷的模具沖壓做一個(gè)覆蓋件出來(lái)，里面的核心是復(fù)合材料的板空隙率好。同時(shí)熱塑性我們也在做鋪放，所以要實(shí)現(xiàn)低成本就要走沒(méi)有中間體的復(fù)合材料，沒(méi)有中間體的比較成熟的辦法就是鋪放。所以用這樣的辦法，如果把鋪放機(jī)簡(jiǎn)化到針對(duì)某一個(gè)零件，幾百塊就可以買下來(lái)，所以我們用鋪放和纏繞結(jié)合的辦法做碳纖維復(fù)合材料。

    最后我們民用航空復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心里面，我們有一大批功能來(lái)作為快速的響應(yīng)平臺(tái)，希望做汽車的想做哪個(gè)零件到我們這里來(lái)一起常量，從到開模具，到設(shè)計(jì)，我們希望通過(guò)這樣和汽車企業(yè)合作，能夠利用快速響應(yīng)平臺(tái)把批量的，幾十件的零部件拿給汽車廠，然后汽車廠再檢測(cè)，我們只收成本費(fèi)，謝謝大家。

責(zé)任編輯：李玲珊

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-801
郵箱：ecorr_org@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414