汽车碳纤维为什么这么贵碳纤维配件价格降低

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碳纤维昂贵是有原因的
20世纪60年代，碳纤维开始用于火箭发动机箱和坦克。当时，人们认为它不仅会取代玻璃纤维，还会取代各种其他材料。然而，即使现在50年后，碳纤维仍然像玫瑰一样的花朵。它也用于蝙蝠侠的西装，有昂贵的汽车仪表板和性能部件，还有浴缸。但一磅（约454克）的成本仅为10美元，因此传播成本太高。自从它被使用以来已经过去了这么多时间，为什么不像摩尔定律那样降低成本？调查原因，我发现制造碳纤维的难度。

有多难
在制造碳纤维之前
碳纤维在成为碳纤维之前具有基材。基础材料通常是一种称为聚丙烯腈的有机聚合物，类似于毛衣和地毯中使用的丙烯酸纤维。但不同的是，由于加工，聚丙烯腈比铁更强更轻，而且价格昂贵得多。乍一看，每磅3英镑的价格似乎不太明显，但加工成本会更高。
为了从基材上除去碳纤维的“碳”部分，需要除去材料的一半丙烯酸部分。 “最终产品的成本是原来的两倍。一半消失了，”橡树岭国家实验室聚合物基质复合材料集团的Bob Norris说。 “即使我们已经将能源和设备成本包括在内，最终产品的基础材料每磅也要花费5美元左右。”
每磅1美元的价格也成为主流汽车应用中采用碳纤维的神奇数字。 7美元是罚款，但更有可能采用5美元。这就是为什么即使只使用材料，预算也会增加很多。
此外，要将基础材料加工成碳纤维，你需要一个像上面那样的怪物般的机器和大量的热量。主要有两个步骤，但第一步是氧化和稳定化。在此，将纤维连续放置在烘箱中15至30米并通过几百摄氏度的热量。这个过程需要数小时，因此需要大量的能源。
接下来我们将进行一个名为碳化的过程。这个烤箱比氧化时短，但温度更高。第一个是大约1000摄氏度，第二个是更热。因此，您需要的能量处于您不想再考虑的水平。
此外，他们需要加工不能承受加热过程的丙烯酸，并确保废气不会污染环境。注意环境需要花钱。 “我们需要大量的能源，房地产成本和设施，”诺里斯说。而这些只是制造一种称为碳纤维的材料所必需的。

直到线程成为面板
让我们回顾一下到目前为止所谓的“碳纤维”制造工艺在这个过程中走了多远。说到“碳纤维”，它是一个很酷，坚硬，非常轻的面板，具有独特的图案。如果它成为一个完成的形式，在目前为止的过程中，只有成为面板原点的线程。从现在开始，为了利用材料的一个方向的强度，必须将纱线编织成网格并将其附着。
在这里，我们确保所有纱线都相互支撑。碳纤维制造商Toho Tenax America总裁Rob Crawne解释说：“我们需要注意所有纤维平行并均匀拉伸。”如果格子中有弯曲的纱线，则其他直的纱线会受到额外的压力，直线会受到损坏。为了弥补这种可能性，制造商可以向昂贵的纤维添加额外的10％。
单独的碳纤维不像蝙蝠侠的西装那样坚韧。它是一种类似于嵌入混凝土中的铁的加固件。碳纤维目前与热固性树脂一起使用。碳纤维与热固性树脂结合并加工成各种形状的复合材料。问题是如果在高压釜中加工和固化热固性树脂，则不能在不破坏的情况下进行校正。因此，如果你犯了一个小错误，你将花费大量时间和浪费。此外，热固化本身需要一个多小时，这是一个非常好的时间，例如，与车身板被按压的速度相比。
换句话说，为了降低碳纤维的价格，有必要改变整个系统，而不仅仅是部分改变。如果能够实现降低成本，那么回报将会很好，所以我们正在从事这个行业。

努力降低成本
首先，有基础材料的替代品，例如，毛衣中使用的丙烯酸类型是候选者。 “有可能将基础材料的成本降低20％至30％，因为设备不需要那么特别，”诺里斯说。此外，与传统的石油基产品不同，木质中含有的木质素也引人注目。
加工过程也可以改进。例如，将加热方法改变为等离子体加热可以降低成本。 “如果你这样做，你就不必加热整个炉子，这样你就可以节省时间。在长丝周围产生等离子体，”诺里斯说。
另一种选择是改变用于制造复合材料的塑料类型。这是一种使用热塑性塑料代替热固性塑料的方法，但这种方法还没有完成。但如果可以完全取代它，根据Crowne先生提到的，加工过程的成本可以减少大约60％到70％。热塑性塑料快速固化，可以溶解和重熔，即使有错误也可以减少浪费。
有这样的变化迹象。诺里斯指出，碳纤维已被用于替代新型商用飞机中的铝，例如空中客车A380。 “碳纤维将成为一种更主流的材料，但直到现在它才出现在可以用于提高性能的领域。”降低成本并用于更多领域我希望它会。