如果說“人類文明的發(fā)展史,就是一部利用材料、制造材料和創(chuàng)造材料的歷史”,那么,整個汽車工業(yè)史就是汽車材料的變遷史。
早期汽車由馬車改良而來,當(dāng)時木材是汽車的主要材料,直到1906年,木材在汽車材料中的占比仍然超過60%。20世紀(jì)初,隨著鋼鐵產(chǎn)量的大幅提升及其復(fù)雜成型加工技術(shù)的突破,汽車結(jié)構(gòu)中的木質(zhì)部件逐漸被鋼鐵所取代,汽車材料開始進(jìn)入“漫長的鋼鐵時代”。
直至現(xiàn)在,鋼鐵在汽車材料中的應(yīng)用依然占據(jù)著大幅比重,只不過,隨著全球范圍內(nèi)的節(jié)能減排政策倒逼燃油車輕量化、電動汽車的續(xù)航里程提升也催生輕量化需求,汽車輕量化材料開始登上舞臺。
目前汽車輕量化材料主要有高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金和碳纖維復(fù)合材料。從減重效果來看,碳纖維最好,隨后是鎂合金、鋁合金和高強(qiáng)度鋼;從減震性能上來看,碳纖維材料的表現(xiàn)也是鋁合金和熱成形鋼等無法比擬的;在疲勞耐久性能方面,碳纖維甚至是鋼材的10倍。不過從成本方面看,高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維呈現(xiàn)遞增的態(tài)勢。
圖片來源:華福證券
也正是受制于高成本的桎梏,碳纖維在乘用車上的應(yīng)用近10年內(nèi)才開始真正普及。2012年,寶馬i3的碳纖維車身開啟了碳纖維復(fù)合材料在乘用車上的應(yīng)用,也讓一系列復(fù)合材料解決方案提供商看到了新商機(jī),并紛紛入局,這其中,HRC便是先行者之一。
HRC成立于2014年,這個時間節(jié)點,按照HRC汽車事業(yè)部總經(jīng)理駱濤的話來說,是國內(nèi)最早入局汽車碳纖維材料領(lǐng)域的公司之一。成立一年后,HRC就在江蘇常熟設(shè)立了首個高性能輕量化碳纖維零部件量產(chǎn)基地;成立的第三年,HRC便開始承接國內(nèi)首個碳纖維汽車零部件量產(chǎn)項目。
2023“碳秘”HRC媒體技術(shù)開放日活動,圖中站立講解的為HRC汽車事業(yè)部總經(jīng)理駱濤;圖片來源:HRC
駱濤先生在2023年“碳秘”HRC媒體技術(shù)開放日分享會上透露,近幾年碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢日益凸顯,事實上車身80%的零部件都可以用碳纖維替代。不過鑒于碳纖維的高成本,如果在單車上大規(guī)模用碳纖維替代其他材料,勢必會抬高車輛價格,讓大多數(shù)消費者可望而不可及。那么問題來了,碳纖維到底該不該在大眾市場主流車型上大規(guī)模應(yīng)用,又該如何用?
對這一問題,HRC一直倡導(dǎo)的理念是“將合適的材料用于正確的地方”,在關(guān)鍵的位置使用碳纖維,并從材料、產(chǎn)品和工藝等方面進(jìn)行整體設(shè)計。例如大型SUV上的C柱加強(qiáng)梁,通過使用連續(xù)纖維熱塑預(yù)浸料模壓+注塑成型,取代了原有鋁合金件,實現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng);在保證質(zhì)量不變的前提下,C柱加強(qiáng)板提高了車身扭轉(zhuǎn)剛度,達(dá)7.5%。除此之外,A/B柱加強(qiáng)梁、側(cè)裙加強(qiáng)梁等車身結(jié)構(gòu)件、頂蓋/機(jī)蓋等車身覆蓋件以及內(nèi)外飾件等都可以使用碳纖維。
“碳秘”HRC活動碳纖維應(yīng)用分享;圖片來源:HRC
HRC認(rèn)為,碳纖維的大規(guī)模量產(chǎn)并非指碳纖維材料在單車上的普遍大量應(yīng)用,而是指能夠在普通車型上局部使用,從而達(dá)到行業(yè)的大規(guī)模量產(chǎn)。秉持這一概念,駱濤先生透露,近幾年,碳纖維的應(yīng)用車型開始不斷下乘,HRC也計劃開始配套40-50萬甚至是30萬元以上的車型。
工欲善其事,必先利其器,在汽車業(yè)務(wù)快速發(fā)展期間,HRC與歐洲領(lǐng)先的科研機(jī)構(gòu)德國弗勞恩霍夫化學(xué)研究院達(dá)成了長期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,并共同成立了ACTC,即國內(nèi)首個以汽車輕量化為主要研發(fā)方向的復(fù)合材料技術(shù)中心,專注于量產(chǎn)技術(shù)的研究,為自身業(yè)務(wù)拓展提供了堅實的基礎(chǔ),同時通過雙邊或多邊的具體研發(fā)項目支持并配合中國整個汽車產(chǎn)業(yè),包括主機(jī)廠、材料及其他供應(yīng)商和價值鏈。
“碳秘”HRC活動ACTC內(nèi)部參觀;圖片來源:HRC
近幾年,HRC汽車業(yè)務(wù)迅速發(fā)展,已成為中國領(lǐng)先的碳纖維零部件供應(yīng)商。據(jù)駱濤先生透露,當(dāng)前HRC在國內(nèi)碳纖維汽車零部件市場大約占據(jù)70%的市場份額。數(shù)據(jù)背后,是HRC的核心優(yōu)勢在支撐。其一便是其突出的研發(fā)能力,“HRC員工800多名,其中研發(fā)人員占總?cè)藬?shù)20%以上,”駱濤說道,資深龐大的研發(fā)團(tuán)隊,能力覆蓋材料驗證、結(jié)構(gòu)設(shè)計、仿真分析、模具夾具開發(fā)、工藝開發(fā)、制程優(yōu)化和產(chǎn)品開發(fā)七大模塊,能夠從材料出發(fā),以應(yīng)用為導(dǎo)向,進(jìn)行雙向的推導(dǎo)和開發(fā),從而擁有客戶定制化能力。
針對碳纖維產(chǎn)品的制造,HRC具備專業(yè)、成熟的過程制程能力,從備料、鋪層、成型到CNC加工、裝配、檢測再到涂裝等,可以穩(wěn)定地為主機(jī)廠提供技術(shù)服務(wù)。在常熟占地15000平方米的汽車零部件量產(chǎn)中心,HRC配備了高壓RTM、濕法模壓、熱塑性材料注塑成形、纖維纏繞、C-SMC、PCM、熱壓罐等多種主流領(lǐng)先的復(fù)合材料加工工藝及設(shè)備,因此擁有了業(yè)內(nèi)稀缺的工業(yè)化零部件量產(chǎn)能力,而這也形成了其一大優(yōu)勢。
“碳秘”HRC活動碳纖維部件試制體驗;圖片來源:HRC
有先進(jìn)研發(fā)能力和足夠量產(chǎn)能力的支撐,HRC已經(jīng)為一汽、長安、吉利、比亞迪、長城、廣汽、沃爾沃、路特斯等國內(nèi)外諸多主機(jī)廠客戶提供了先進(jìn)復(fù)合材料產(chǎn)品解決方案,生產(chǎn)范圍涵蓋車身外覆蓋件、車身結(jié)構(gòu)件、底盤件和內(nèi)外飾件等,豐富的行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗反過來也成為了HRC的背書。
除了潛心打磨自身專業(yè)技能,HRC還參與了多個國家輕量化平臺項目,并用自己的專業(yè)知識為行業(yè)內(nèi)牽頭制定了車用碳纖維外覆蓋件的首個國標(biāo),為規(guī)范行業(yè)行為和市場標(biāo)準(zhǔn)添柴加薪。
來源:蓋世汽車
作者:占亞娥
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