复合材料引领未来汽车发展潮流？

复合材料在汽车工业中的应用日益广泛，尤其在碳纤维复合材料领域，其发展速度迅猛。从国际视角看，碳纤维复合材料不仅应用于航空航天，还逐渐在汽车制造中崭露头角，显著减轻车体重量，提升燃油效率。国内虽起步较晚，但近年来通过技术引进与自主研发，复合材料在汽车工业中的应用也取得显著进展，特别是在复合材料零部件的国产化方面成果斐然。随着环保意识的增强和技术的不断进步，复合材料将在未来汽车发展中发挥更大作用。

1.国外的发展脚步

在基于复合材料的发展角度来说，其在20世纪60年代末，高性能碳纤维已初步实现了商业化，该材料在生产中对技术的要求较高，但其优良性能可进一步满足现代高技术发展需求，故发展速度较为迅速，除航天、航空领域外，体用用品、汽车等领域也有应用。

有相关研究指出，在1979年西方发达国家就提出了以CFRP为前提的轻型实验车构想，碳纤维复合材料约为300千克，这就在一定程度上减少了燃费，在实验车里，碳纤维复合材料主要被应用到了车体面板、板弹簧等功能零件中，且也有在车的发动机体等部件上尝试应用。针对碳纤维复合材料而言，其质较轻，具有较强的设计性，相较于玻璃钢，其弹性模量高出4至9倍左右，而与金属材料相比，在3至4倍左右，如若想要批量生产，其成本就会有明显下降，体现出了较高期望值。另外，也有相关报道显示，碳纤维复合材料在汽车生产方面的应用呈高速增长趋势，2010年至2017年的年均增长率超过了30%，有预测在2017年阶段里碳纤维复合材料的市场容量会增至7885t，销售额也随之提高。就现阶段而言，我国汽车碳纤维复合材料仍处于起步状态，但已有很多碳纤维制造商加大了与汽车厂商的合作力度，进一步对碳纤维材料在汽车领域的应用进行了研究。

此外，为进一步体现出复合材料的减重特性，现今玻璃纤维已逐渐由碳纤维取代，其中DSM公司研制的碳纤维片状膜塑料在汽车的亚结构部件中得到了较好的应用。近些年来，人们的环保意识慢慢增强，对节能方面的关注度越来越大，从而就进一步促进碳纤维复合材料的发展，相较于热固性复合材料，碳纤维热塑性符合材料具有明显的优势，其具备较强的抗冲击性及耐环境性，能够实现材料的回收利用。值得注意的是，碳纤维增强热固性复合材料仍处在一定的不足，如在回收方面存在阻碍，从而就也影响了汽车工业中对此材料的广泛应用，对此国外发达回家就加强了对碳纤维复合材料回收的研究力度，可采用粉碎方式进行，粉碎后的复合材料可被当作填料使用，如化工容器，亦或是建材中等，为碳纤维复合材料的进一步发展奠定了基础。

2.国内的发展变迁

我国复合材料的研究和开发始于1958年，但复合材料进入汽车工业则比较迟缓，尤其是大批量、标准化应用的历史更短。

在20世纪80年代后期到20世纪90年代末，“全塑中华汽车”的概念虽然曾经在国内汽车界轰动一时，但终究由于质量较差不能满足汽车工业的要求而半途夭折。此后，国内陆续有一些汽车厂开发过全复合材料车身的客车车型，主要的工艺手段为手糊工艺，但都没有形成工业化大生产的局面。

随着以切诺基、依维柯、斯泰尔和桑塔纳等各类引进车型在中国的陆续投产，中国的汽车工业才真正开始引入和接触到与国际水平较为接近的塑料件和复合材料新技术。同时，中国汽车复合材料的历史也开始有了实质的起步，迎来了以消化吸收为主要目标的新的发展时期，并在实践中逐渐获得了中国汽车工业的认可。

经中国汽车复合材料企业成功消化吸收并获得国产化应用的范例有:1996年，南京依维柯汽车有限公司的IVECO小客车SMC前保险杠由北京汽车玻璃钢制品总公司国产化供货;2000年,北京吉普汽车有限公司的切诺基吉普车SMC后举升门由北京汽车玻璃钢制品总公司国产化供货(如图所示)

2003年，中国重型汽车公司的斯泰尔王重卡SMC保险杠、面板等14种零部件由山东武城新明玻璃钢制品有限公司国产化供货；

2004年，上海通用汽车有限公司的别克凯越车型GMT成套后座椅靠背骨架由上海耀华大中新材料有限公司国产化供货；

2005年，上海通用汽车有限公司的别克GL8车型GMT前保险杠缓冲器支架由无锡吉兴汽车内饰件有限公司国产化供货；

2006年，上海大众汽车有限公司的POLO、B5轿车GMT发动机底护板由.上海耀华大中新材料有限公司国产化供货；

2006年，一汽大众汽车有限公司的宝来车型GMT前端框架由长春英利汽车部件有限公司国产化供货；

2006年，一汽大众汽车有限公司的宝来车型D-LFT车底部护板由长春英利汽车部件有限公司国产化供货；

2006年，上海大众汽车有限公司的途安车型G-LFT前端框架由长春英利汽车部件有限公司国产化供货；

2007年，一汽大众汽车有限公司的迈腾车型GMT备胎仓由长春英利汽车部件有限公司国产化供货；2013年，广东省中山大学研究院与东莞雅日玻璃钢有限公司成功研制了全GFRP车身电动巴士。据调查，国内许多汽车生产厂家都在着手GFRP车身的研发工作，有的已经取得了成效。

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作者：葛海良

美编：纪沛彤

东华经纬先进技术研究院

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