Composite sợi carbon - Một tương lai hiệu quả tài nguyên với các vật trực trực tiếp kèo nhà trực tiếp kèo nhà cái nhà trực tiếp kèo nhà cái nhà trực tiếp kèo nhà cái kèo nhà trực tiếp kèo nhà cái nhẹ và bền

Composite sợi carbon
~ Một tương lai hiệu quả tài nguyên với các vật trực tiếp kèo nhà cái nhẹ và bền ~

2023.02.01 / văn bản của Yuya Oyamada / Illustraions của Shinji Hamana
*Bài viết trên 2021.09.21 đã được cập nhật.

  • Nhóm hóa học Mitsubishi (Nhóm MCG) đã sản xuất hai loại sợi carbon. Nó là một sợi carbon dựa trên PAN được làm từ nitrile acrylic và sợi carbon dựa trên sân được làm từ nhựa than, được sản xuất khi than được tinh chế.
Ảnh tổng hợp sợi carbon

Nhóm MCG có điểm mạnh ở chỗ nó sản xuất và bán các sản phẩm của riêng mình, từ nguyên trực tiếp kèo nhà cái thô bằng sợi carbon đến sợi carbon, vật trực tiếp kèo nhà cái trung gian và CFRP, và đã trồng nhiều khả năng đề xuất và của sợi carbon. Chúng tôi cung cấp các sợi carbon và CFRP đáp ứng nhiều ứng dụng và nhu cầu, bao gồm ô tô, hàng không vũ trụ, thể thao và các sản phẩm giải trí.

Hầu hết các ô tô truyền thống đều sử dụng các bộ phận kim loại như sắt và nhôm. Tuy nhiên, với bối cảnh tăng cường tiết kiệm nhiên trực tiếp kèo nhà cái và các quy định phát thải GHG, việc giảm trọng lượng của chiếc xe đã trở thành một trong những thách thức lớn trong ngành công nghiệp ô tô.

Ngoài ra, khi sự thay đổi từ xe xăng sang xe điện tăng tốc theo hướng đạt được tính trung lập carbon, điều cần thiết là xe điện được trang bị pin nặng làm tăng số dặm, thậm chí cả thân xe nhẹ hơn xe xăng.

Khóa ở đây là CFRP. Bằng cách thay thế các vật trực tiếp kèo nhà cái thông thường bằng CFRP, cơ thể có thể được giảm trong khi duy trì sức mạnh. Một nghiên cứu mô hình trong quá khứ của Hiệp hội sợi carbon đã báo cáo rằng việc áp dụng 17% CFRP sẽ dẫn đến giảm 30% trọng lượng (so với các vật trực tiếp kèo nhà cái thông thường) và việc giảm trọng lượng của xe sẽ làm giảm CO2 khoảng 5 tấn mỗi xe trong suốt 10 năm.

Tuy nhiên, đã có những thách thức để truyền bá nó vào trường di động. So với các vật trực tiếp kèo nhà cái thông thường, phải mất nhiều thời gian hơn để sản xuất các bộ phận và cũng là chi phí sản xuất cao hơn, vì vậy nó chủ yếu được sử dụng trong các phương tiện xa xỉ như xe thể thao.

Vì vậy, nhóm MCG đã làm việc để phát triển CFRP có thể được sử dụng để sản xuất từ ​​trung bình đến khối lượng bằng cách sử dụng bí quyết thiết kế thành phần được thiết lập tốt. Một trong số đó là hợp chất đúc tấm sợi carbon (CF-SMC).

CF-SMC là một vật trực tiếp kèo nhà cái trung gian giống như tấm được sản xuất bằng cách ngâm tẩm sợi carbon cắt bằng nhựa nhiệt, và được đặc trưng bởi thực tế là nó có thể được sản xuất hàng loạt bằng cách ép đúc. So với các phương pháp đúc thông thường bằng cách sử dụng nồi hấp và lò nướng, giờ đây có thể xử lý các bộ phận ô tô trong thời gian ngắn hơn. Mức nồi hấp mất hai giờ để rút ngắn chỉ còn 2-5 phút.

  • Gức khuôn autoclave
  • Nhấn đúc

Điều này giúp các bộ phận sản xuất hàng loạt trong các chu kỳ cao. Mặc dù chi phí được giữ ở mức thấp, hiệu suất cao như một vật trực tiếp kèo nhà cái được duy trì và khi so sánh với độ cứng uốn tương tự như nhôm (vật trực tiếp kèo nhà cái khó uốn), nó đã đạt được giảm cân khoảng 30%.

Ngoài ra, CF-SMC sử dụng các sợi carbon ngắn, làm cho nó rất linh hoạt trong thiết kế và có thể xử lý việc đúc hình dạng phức tạp.

Việc áp dụng CF-SMCS đã tiến triển trong lĩnh vực di động và đã được sử dụng làm bộ khuếch tán GTR của Nissan, cửa nội địa của LC500 LC500, trang phục nội địa của Toyota.

Sự cần thiết phải giảm cân trong xe dự kiến ​​sẽ tăng thêm trong tương lai và nhu cầu về CFRP dự kiến ​​sẽ tăng lên. Trong khi đó, trong lĩnh vực di động thế hệ trực tiếp kèo nhà cái theo, chẳng hạn như xe tự lái và xe bay, thiết kế cơ thể sẽ tiến triển dựa trên các khái niệm mới không bị ràng buộc bởi các ý tưởng truyền thống.

Để góp phần thực hiện tính di động mới như vậy, điều quan trọng hơn nữa là nhanh chóng hiểu được nhu cầu của khách hàng. Nhóm MCG đang nỗ lực tăng cường chuỗi cung ứng của mình để chuyển đổi nó từ một doanh nghiệp từ thượng nguồn sang giữa dòng phát triển và cung cấp vật trực tiếp kèo nhà cái cho một doanh nghiệp đã chuyển sang hạ nguồn, gần hơn với các nhà sản xuất ô tô của người dùng cuối.

Năm 2017, chúng tôi đã đầu tư trực tiếp kèo nhà cáio C.P.C.SRL, Ý, xử lý các bộ phận ô tô CFRP. Bằng cách sử dụng bí quyết hạng nhẹ của công ty cho các bộ phận và phương tiện sử dụng công nghệ thiết kế và mô phỏng, khả năng công nghệ đúc, khả năng đề xuất phát triển và mạng lưới các nhà sản xuất ô tô phương Tây, chúng tôi đã thiết lập một hệ thống cung cấp các giải pháp tối ưu cho lĩnh vực di động nơi đổi mới công nghệ một cách kịp thời.

Ngoài ra, bằng cách thiết lập thiết bị sản xuất CF-SMC mới tại C.P.C, chúng tôi cũng sẽ có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm CFRP. Liên quan đến các vật trực tiếp kèo nhà cái trung gian, chúng tôi đã mua lại C-M-P GmbH, một nhà sản xuất sợi carbon của Đức, vào năm 2020, và đang tăng cường toàn cầu hệ thống sản xuất CFRP của chúng tôi.

Và để duy trì khả năng cạnh tranh, việc thiết lập một chuỗi cung ứng cũng rất cần thiết để xem xét tính bền vững. Do đó, các công ty nhóm, như Shinryo, Nhật Bản và Carbonxt ™ từ Mitsubishi Chemical Vật trực tiếp kèo nhà cái nâng cao GMBH, cũng đang tập trung vào các doanh nghiệp tái chế sợi carbon.

Carbonxt ™ cho phép tái chế vật trực tiếp kèo nhà cái 100% chất thải CFRP và các bộ phận EOL (các bộ phận ngừng sử dụng) từ các bộ phận của máy bay và xe điện, cũng như lưỡi gió. Sợi carbon tái chế có thể thu được thông qua điều trị nhiệt phân. Nhóm MCG tiếp tục phát triển công nghệ để cung cấp sợi carbon tái chế này dưới dạng CFRP với hiệu suất tương tự như vật trực tiếp kèo nhà cái trinh nữ. Nó cũng làm giảm mức tiêu thụ năng lượng khi sản xuất sợi nguyên chất, cũng góp phần tiết kiệm tài nguyên. Nhóm MCG nhằm mục đích nhận ra một nền kinh tế tuần hoàn bằng cách phát triển một mô hình kinh doanh nhất quán, từ nguyên trực tiếp kèo nhà cái bằng sợi carbon đến tái chế.

Sợi carbon, vật liệu "nhẹ và bền", có tiềm năng lớn trong trường di động. Khi thời đại khi xe điện cuối cùng trở thành xu hướng, nếu CFRP được phát triển, thậm chí còn nhẹ và bền hơn hiện tại, "xe điện bay" thân thiện với môi trường có thể không phải là một giấc mơ.

Vật trực tiếp kèo nhà cái tổng hợp sợi carbon/sợi carbon trang web chuyên dụng

Trung tâm trực tiếp kèo nhà cái hôm nay Kaiteki | Nhóm hóa học Mitsubishi