탄소 섬유, 그것이 무엇인지, 자동차의 미래와 응용

El 자동차 세계 그것은 집중적인 진화, 주로 효율성을 지향하는 진화를 겪고 있습니다. 그만큼 탄소 섬유CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)라고도 불리는 이 소재는 가장 화제가 되고 있는 소재 중 하나로, 고성능 스포츠카뿐만 아니라 시리즈 자동차에도 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 향후 몇 년 동안 시장에 출시될 예정이므로 탄소 섬유가 무엇인지 알아야 합니다.

우리는 많은 사람들이 미래의 재료로 묘사하는 것이 무엇인지 알아야 합니다. 즉, 제조업체가 신차 제작에서 찾고 있는 많은 요구 사항을 충족한다는 것입니다. 일반적으로 탄소 섬유는 강성을 높일 수 있는 동안 무게를 줄입니다. 일부 조각의. 이러한 이유로 점점 더 많은 제조업체가 거리에 출시될 것이라고 예상하고 있지만 여전히 비싸고 생산이 복잡한 재료에 대한 많은 불편이 있습니다.

탄소 섬유 란 무엇입니까?

탄소 섬유는 그 자체로 이해하기는 비교적 단순한 재료이지만 생산하기는 쉽지 않습니다. 탄소 원자로 구성된 물질로 매우 가는 섬유, 5~10미크론으로 머리카락 굵기보다 작다. 이 섬유는 매우 강하고 가벼운 실을 만드는 방식으로 함께 꼰 것입니다. 이 스레드는 일반적으로 수백 개의 다른 스레드와 결합하여 탄소 섬유 직물 구축할 부품의 기본 재료가 됩니다.

따라서 이 패브릭은 자동차의 탄소 섬유 섀시와 같이 필요한 강력한 부품을 만드는 데 적합하지 않으며 단순한 단단한 부품에도 적합하지 않습니다. 섬유 천이 놓이는 틀에서 조각을 만드는 더 정교한 과정이 필요합니다. ~이다 일련의 열경화성 수지로 처리됩니다. (가장 많이 사용되는 방법) 진공 공정을 통해 공기를 제거하고 직물을 금형에 맞추고 수지를 압축합니다. 따라서 일단 건조되면 이미 탄소 섬유 조각이 있습니다. 압력 및 진공 방법이 사용되었을 뿐만 아니라 오늘날 우리가 알고 있는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 조각은 가장자리를 다듬거나 페인팅하거나 필요한 경우 보호하여 계속 처리해야 합니다.

탄소 섬유의 기원

탄소 섬유 또는 CFRP는 대중적 지식이 비교적 가깝다는 사실에도 불구하고 모든 재료와 마찬가지로 기원을 가지고 있습니다. 첫 등장은 XNUMX세기 말까지 거슬러 올라갑니다. 탄소 필라멘트가 있는 백열등. 그러나 물론 그것은 오늘날 우리가 알고 있는 탄소 섬유가 아닙니다. 이를 위해 우리는 달력을 앞으로 나아가 지난 세기 중반으로 돌아가야 합니다.

최초의 유용한 응용 프로그램은 항공 세계, 여전히 이 분야에서 널리 사용되는 재료입니다. 그러나 그들의 결과를 보면 세계 자동차 경주 새로운 재료에 관심을 갖게 되었고 그 이후로 증가했습니다. 모터스포츠의 정예인 Formula 1이 가벼움과 내구성뿐만 아니라 안전성을 위해 탄소 섬유를 어떻게 사용하는지 확인하기만 하면 됩니다.

자동차에 적용

탄소 섬유 또는 CFRP는 최근 출시된 제품에서 가장 많이 볼 수 있는 재료 중 하나인 스트리트 카의 세계에 점점 더 많이 적용되고 있습니다. 제조업체의 경우 속성으로 인해 매우 흥미 롭습니다. 강철보다 강하고 알루미늄보다 강하다. 또한 금속 부식과 같은 내구성 문제가 동일하지 않습니다.

거리 자동차에서는 다른 부분에 사용됩니다. 일부 카본 부품은 미러 캡용이든 내부 인서트용이든 상관없이 그냥 트리밍되어 있습니다. 무게 절감은 그다지 중요하지 않습니다. 반면에 일부 모델은 이 재료를 사용하여 바디 패널 교체, 엔진 덮개, 지붕 또는 스포일러와 같은 공기 역학적 요소와 같은. 이 경우 가중치가 대폭 수정됩니다.

스트리트 카에 탄소 섬유를 적용한 최신 진화 중 하나는 내부 요소와 연결되어 있습니다. 그만큼 탄소 섬유 섀시 또는 탄소 섬유 부품을 사용하는 것은 이미 일부 제조업체의 범위에서 현실이 되었으며 반드시 스포츠카에서는 그렇지 않습니다. 이 애플리케이션은 앞으로 더 광범위해질 것으로 예상되며 서스펜션 암이나 서브프레임과 같은 새로운 요소로도 변형되어야 합니다.

탄소 섬유 테두리

Una de las últimas aplicaciones de la fibra de carbono o Carbon Fiber Reinforced Plastic en coches de calle ha sido en las llantas. Ford, con su Shelby Mustang GT350R, es el primer fabricante en ofrecer 탄소 섬유 테두리 대형 시리즈 자동차에서. Koenigsegg가 일부 스포츠카에서 이미 제공한 것은 사실입니다. 헛된 것은 아니지만 Mustang은 생산량이 제한적이지만 훨씬 더 저렴합니다.

포드, 전문 회사와 제휴 탄소 혁명, 알루미늄 휠보다 가볍고 내구성이 뛰어난 휠을 제공합니다. 포드는 그들이 주장 연석에 대한 내성 알루미늄보다 가볍지만 스프링이 없는 질량을 줄여줍니다. 포드가 머스탱에 장착할 때 바퀴의 새로운 반응을 감안할 때 섀시를 재보정해야 한다고 말할 정도입니다.

장점과 단점

탄소 섬유는 그 자체로 장점과 단점이 있습니다. 첫 번째 장점부터 시작하여 가장 잘 알려진 것은 가벼움. 바로 탄소섬유의 또 다른 장점인 저항력이 강하기 때문에 금속 부품이 필요로 하는 동일한 저항력에 대해 더 적은 양의 재료를 사용할 수 있습니다. 재료를 적게 사용하고 밀도가 낮기 때문에 전역 계산에서 빼는 몇 킬로그램을 절약합니다.

한편 소재이기도 하다. 외부 에이전트에 대한 내성. 논리적으로 탄소 섬유는 저항성 수지 및 바니시로 처리되지만, 예를 들어 금속 부품에 비해 부식이 발생하지 않는 이점이 있습니다. 기준 치수 탄력 금속 부품에 대해서도 우수합니다. 온도 변화에 직면하여도 모양을 유지합니다.

주요 단점이 아니라면 단점은 가격입니다. 하는 물질이다. 만들기 복잡, 현재 생산 요구 사항에 맞지 않는 여전히 긴 생산 공정이 필요합니다. 한편, 널리 사용되는 열경화성 수지를 이용하여 재활용하기 어려운. 앞으로 열가소성 수지를 사용하게 되면 이 지점이 더욱 간편해지고 실현 가능해질 것입니다. 마지막으로 탄소 섬유는 우수한 전기 전도체입니다.

또한 장식

탄소 섬유는 오늘날 정말 유용한 기능보다 장식용으로 더 많이 사용됩니다. 네 사실입니다 고성능 자동차, 요구 사항이 유용하고 심미적이지 않은 경쟁을 계산하지 않고 탄소 섬유의 더 명확성과 단순성을 즐기면서 강성을 높이고 무게를 줄입니다. 현재 탄소 섬유 섀시가 장착된 로드카는 거의 없으며 일반적으로 더 높은 가격을 감당할 수 있습니다. 예를 들어 스포티하지 않으면서 탄소 섀시를 사용하는 BMW i3가 있습니다.

그러나 섀시에 갈 수 있는 탄소 섬유나 장식용으로만 사용되는 가벼움과 저항이 실제로 필요한 요소를 혼동하지 마십시오. 사실, 이 마지막 유형의 경우 여러 경우에 조각을 사용하는 것이 더 일반적입니다. 유리 섬유, 더 저렴, 상단에 탄소 섬유 천이 있음 꾸미다. 예를 들어, 내부를 채우는 수많은 몰딩의 경우입니다. 예를 들어 거울 하우징이나 일부 공기역학적 부속물에서도 찾을 수 있습니다. 탄소 섬유 비닐은 그것을 모방합니다.

그에게 어떤 미래가 있습니까?

탄소 섬유는 현재 제조업체에게 고가임에도 불구하고 업계에서 가장 사랑받는 소재 중 하나입니다. 최대 효율을 추구하다. 그 가벼움으로 인해 자동차 전체가 덜 무거워 지므로 더 큰 기계 장치와 더 많은 소비를 사용할 필요가 없습니다. 결과적으로, 이러한 더 작은 역학은 또한 더 낮은 무게를 초래합니다.

자동차 세계에서 탄소 섬유 또는 CFRP의 미래는 보장되며, 달성되면 더욱 그렇습니다. 열가소성 수지의 사용을 구현, 이 문제에서 큰 발전이 될 것입니다. 그것의 생산은 더 빨라질 것이고 더 많이 생산될 것이고 결과적으로 가격은 하락할 것입니다. 따라서 탄소 섬유 결국 민주화. 이미 언급했듯이 이 열가소성 수지 기술을 사용하면 재활용도 더 쉬워지며 자동차 세계에서 필수적인 요소입니다.

마찬가지로 고성능 자동차 제조업체는 탄소 섬유가 자신의 제품에 얼마나 유익한지 보았습니다. 그 강성은 또한 만들 수 있습니다 더 단단한 섀시 서스펜션의 기능에 도움이 됩니다. 우리는 지나치게 비싸지 않은 스포츠카의 경우 이 두 가지 장점이 어떻게 합쳐지는지 이미 보았습니다. 알파 로미오 4C.

지금 BMW는 탄소 섬유로의 변환 프로세스를 가장 발전시킨 제조업체 중 하나입니다., 그리고 이미 탄소 섀시가 장착된 두 대의 차량(BMW i3 및 i8)을 판매하고 있습니다. 그만큼 협력 계약 전문 제조업체와 함께 약 5-10년 안에 대중 자동차에 더 광범위하게 도달할 이 소재에 경제적 휴식을 제공하고 있습니다.

현재 고강도 강철 더 가벼운 몸을 만들기 위해. 기존 강재에 비해 강도가 강한 재질로 적은 양으로도 동일한 강성을 얻을 수 있습니다. 재료가 적으면 세트의 무게가 가벼워집니다. CFRP는 금속 부품을 거의 완전히 대체하는 차량 섀시 및 차체 구성의 다음 단계가 되어야 합니다. 앞서 언급한 알파 로메오 4C와 같이 탄소 섬유와 알루미늄은 현재 무게를 줄이기 위해 다른 부분에 사용됩니다.