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汽車輕量化需求增長(cháng) 碳纖維回收如何增效降本

汽車輕量化需求增長(cháng) 碳纖維回收如何增效降本

  • 分類：公司新聞
  • 作者：
  • 來源：
  • 發布時間：2021-03-29 11:11
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【概要描述】碳纖維是一(yī)種含碳量在90%以上(shàng)的強度高(gāo)、重量輕、耐腐蝕、擁有良好的吸能(néng)效果的材料，可以取代很多(duō)傳統材料，對于汽車輕量化具有跨時代的意義。不過高(gāo)昂的價格讓車企和消費(fèi)者望而卻步，近幾年(nián)成本稍有降低(dī)才得以民(mín)用，目前每千克200~250元的價格，依然遠(yuǎn)超傳統材料，使得很多(duō)汽車企業(yè)在使用碳纖維時捉襟見(jiàn)肘。    汽車行業(yè)碳纖維使用現狀    在包括汽車在内的其他行業(yè)，近幾年(nián)對碳纖維需求量增長(cháng)非常迅速，預計2

汽車輕量化需求增長(cháng) 碳纖維回收如何增效降本

【概要描述】碳纖維是一(yī)種含碳量在90%以上(shàng)的強度高(gāo)、重量輕、耐腐蝕、擁有良好的吸能(néng)效果的材料，可以取代很多(duō)傳統材料，對于汽車輕量化具有跨時代的意義。不過高(gāo)昂的價格讓車企和消費(fèi)者望而卻步，近幾年(nián)成本稍有降低(dī)才得以民(mín)用，目前每千克200~250元的價格，依然遠(yuǎn)超傳統材料，使得很多(duō)汽車企業(yè)在使用碳纖維時捉襟見(jiàn)肘。    汽車行業(yè)碳纖維使用現狀    在包括汽車在内的其他行業(yè)，近幾年(nián)對碳纖維需求量增長(cháng)非常迅速，預計2

  • 分類：公司新聞
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  • 來源：
  • 發布時間：2021-03-29 11:11
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詳情
      碳纖維是一(yī)種含碳量在90%以上(shàng)的強度高(gāo)、重量輕、耐腐蝕、擁有良好的吸能(néng)效果的材料，可以取代很多(duō)傳統材料，對于汽車輕量化具有跨時代的意義。不過高(gāo)昂的價格讓車企和消費(fèi)者望而卻步，近幾年(nián)成本稍有降低(dī)才得以民(mín)用，目前每千克200~250元的價格，依然遠(yuǎn)超傳統材料，使得很多(duō)汽車企業(yè)在使用碳纖維時捉襟見(jiàn)肘。
 
      汽車行業(yè)碳纖維使用現狀
 
      在包括汽車在内的其他行業(yè)，近幾年(nián)對碳纖維需求量增長(cháng)非常迅速，預計2020年(nián)将增長(cháng)至每年(nián)14萬噸。碳纖維在機(jī)動車行業(yè)使用壽命為(wèi)15年(nián)，在航空領域是20到(dào)25年(nián)，并且目前的飛(fēi)機(jī)機(jī)身碳纖維占比為(wèi)40%，所以在未來10年(nián)到(dào)20年(nián)，市(shì)場上(shàng)會(huì)有大量的碳纖維材料需要去回收，中國(guó)2017年(nián)4月(yuè)份出台了《循環發展引領行動》，10月(yuè)份推出《産業(yè)關鍵共性技(jì)術(shù)發展指南(nán)》，裡(lǐ)面都提到(dào)碳纖維複合材料的回收再利用。
 
      如今除了寶馬I3碳纖維複合材料占比達50%，大部分燃油車依然是使用鋼材或者合金車身，新能(néng)源車之前多(duō)采用全鋁車身和碳纖維車身，随著(zhe)動力的增強，為(wèi)了削減成本也開(kāi)始使用鋼鐵以及合金，比如特斯拉Model S采用全鋁車身，現在新款Model 3換成了鋼、鋁混合車身，寶馬I3将換成鋼、鋁、碳混合車身，國(guó)産新能(néng)源汽車更多(duō)是小(xiǎo)型車，多(duō)采用低(dī)成本全鋁合金框架，整體汽車行業(yè)碳纖維使用率較低(dī)，難以實現極緻的輕量化，碳纖維的回收勢在必行。
 
      高(gāo)效率回收仍面臨技(jì)術(shù)難關
 
      首先熱固性的聚合物(wù)不能(néng)直接加熱重新塑型，并且而且回收材料往往摻雜(zá)污染物(wù)，如金屬以及塑料的碎屑，如果想要讓目前的回收技(jì)術(shù)走出實驗室，進行工(gōng)業(yè)生(shēng)産，就(jiù)必須要解決成本問題，在2018車用材料（西(xī)青）國(guó)際論壇中來自(zì)諾丁漢大學的孟凡然教授帶來了他們的實驗成果。
 
      目前的碳纖維回收工(gōng)藝主要分為(wèi)三種，機(jī)械法、化學法以及熱解法，機(jī)械回收方法并不适用于汽車用碳纖維複合材料的回收，且化學法回收仍然局限于實驗室階段，距離工(gōng)業(yè)化生(shēng)産還(hái)有較大差距，因此目前熱解法是目前唯一(yī)實現工(gōng)業(yè)化生(shēng)産的碳纖維複合材料回收技(jì)術(shù)。
 
      目前的碳纖維回收工(gōng)藝主要分為(wèi)三種，機(jī)械法、化學法以及熱解法，機(jī)械回收方法并不适用于汽車用碳纖維複合材料的回收，且化學法回收仍然局限于實驗室階段，距離工(gōng)業(yè)化生(shēng)産還(hái)有較大差距，因此目前熱解法是目前唯一(yī)實現工(gōng)業(yè)化生(shēng)産的碳纖維複合材料回收技(jì)術(shù)。
 
      實驗所采用的是熱解法中流化床的回收工(gōng)藝，首先将廢料裝填進流化床，流化床經過500度以上(shàng)的高(gāo)溫，回收的聚合物(wù)通(tōng)過氧化清除之後，剩下(xià)的就(jiù)是碳纖維。碳纖維再經過回收流程予以收集，剩下(xià)的廢氣可以進行循環，整個(gè)流程可以回收廢物(wù)當中的碳纖維，有效的分離污染物(wù)和碳纖維，包括其中的雜(zá)質。并且利用廢氣的循環降低(dī)整個(gè)流程的耗能(néng)，實現了能(néng)量回流，擁有良好的市(shì)場前景。
 
      不過回收的碳纖維和傳統材料是不一(yī)樣的，不能(néng)直接用于最終産品的制造，要用回收的碳纖維去進行中間的處理，包括纖維的分布、懸浮、熱幹燥等過程，最後還(hái)需要将得到(dào)的碳纖維進行排列，利用旋轉，旋轉箍可以對纖維的方向進行校正和統一(yī)，最後得到(dào)經過調整和排列的碳纖維材料，用來生(shēng)成高(gāo)強度的碳纖維複合材料。
 
      從(cóng)回收料分解到(dào)後面複合物(wù)生(shēng)産以及機(jī)動車零部件(jiàn)生(shēng)産，很多(duō)的變量都影響著(zhe)回收的成本，包括輸送廢料的速度以及廢料的品質，送料較快時能(néng)量消耗明顯減少。
 
      同時，如果從(cóng)全生(shēng)命周期來看(kàn)，再生(shēng)碳纖生(shēng)産的整車燃油經濟性為(wèi)20%到(dào)60%不等，回收的複合物(wù)可以降低(dī)溫室氣體排放(fàng)，在進行排列之後能(néng)夠帶來更高(gāo)的強度，再生(shēng)碳纖維的性能(néng)相(xiàng)較傳統材料，依然有明顯的優勢。

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