《復合材料世界》：2014碳纖維大會會議系列報道（二）—汽車行業(yè)

　　論起碳纖維應用最熱門的行業(yè)，其中之一當屬汽車制造。在本屆碳纖維大會的25場講座中，有2場直面了這個主題。

　　在題為“汽車市場愈顯的機遇與挑戰(zhàn)——CFRP是否準備就緒？”的演講中，專門從事碳纖維及其他復合材料市場分析的咨詢公司Composites Forecasts and Consulting LLC總裁Chris Red透露了一組數(shù)據(jù)。在對比了鋼材和碳纖維的使用成本（碳纖維：42美元/千克；鋼材：1.46/千克）之后發(fā)現(xiàn)，雖然兩者成本懸殊，但仍有104款車型不同程度地使用了碳纖維材料。盡管如此，他做出的判斷仍是：“在未來十年內(nèi)，碳纖維還無法實現(xiàn)在中高年產(chǎn)量的量產(chǎn)車上的規(guī)模應用。原因很簡單，成本昂貴，量產(chǎn)工藝尚不成熟。”碳纖維值得期待的應用還將集中在中高端跑車、運動賽車和一些高端越野車上。Red表示，目前汽車市場只占碳纖維應用的6%。
 

　　Red稱，目前碳纖維應用到汽車行業(yè)的最佳方向并不是車體結構或是外層面板，而是在懸掛組件（suspension component）中，比如車底板、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和車輪上。在所有的汽車原始設備制造商中，德國寶馬和德國大眾是采用碳纖維材料最多的兩家。在汽車零部件廠商方面，由SGL集團和意大利制動系統(tǒng)制造商Brembo SpA成立的合資企業(yè)是使用碳纖維最多的企業(yè)之一。毫不意外的是，70%的碳纖維零部件供應商位于歐洲，包括意大利ITCA Colonnella SpA、法國Sotira、德國Mubea Carbo Tech Composites GmbH等。再有就是一些北美的企業(yè)，包括美國Morrison Molded Fiberglass Co. 、加拿大Multimatic Inc. 和美國Plasan Carbon Composites。Red預測說，如無明顯的需求增長，未來十年中汽車行業(yè)將消耗超過7860萬千克的碳纖維材料。“除了風電市場之外，這大概是碳纖維應用最大的機會了。”

　　在另外一場講座中，來自福特汽車先進工程中心復合材料小組的技術主任Patrick Blanchard向與會者介紹了汽車原始設備制造商在輕量化方面所做的努力。他指出，美國政府制定的CAFE標準（Corporate Average Fuel Efficiecy，國家平均燃油效率）規(guī)定了每年的燃油效率提升目標。到2025年，全美的燃油效率需要提高3.5個百分點。為此，汽車原始設備制造商們在輕量化方面絞盡了腦汁。不過，福特的研究表明，汽車重量并不是消費者所關心的。“作為消費者，他們真正關心的是汽車的安全性能、制動系統(tǒng)靈敏度以及駕駛操作的簡易。盡管這些性能都受到車重的影響，但車重本身并不是消費者直接關心的。”在講座的最后，Blanchard表示傳動系統(tǒng)技術上的突破，包括采用混合動力或者純電力，將會使像福特這樣的汽車公司滿足CAFE標準，減輕車重對于提高燃油效率來說不是一種必須的方法。當然，他補充說，這并不是說減輕車重不重要。自1998年以來，就小汽車和卡車而言，每年新款的增重分別是7.7千克和19.5千克。福特汽車在輕量化的道路上目前更傾向于鋁料和輕質鋼材，因為這些傳統(tǒng)的金屬材料與福特的制造生產(chǎn)線最為契合。碳纖維若要想取而代之，必須滿足如下條件：能夠實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)；提升產(chǎn)品設計能力包括CAE（Computer Aided Engineering，計算機輔助工程設計）；擁有靈活的修復技術；保證穩(wěn)定的供應量；提升與汽車涂漆工藝的兼容性。值得注意的是，Blanchard并沒有把成本因素列在其中。在隨后的問答環(huán)節(jié)中，他表示相較于碳纖維本身的使用成本，更大的成本障礙其實來自于為了采用碳纖維材料，福特的整個生產(chǎn)線系統(tǒng)需要進行全新的改造。“福特汽車在全球共有39個生產(chǎn)工廠，每年生產(chǎn)700萬汽車。改造全部的生產(chǎn)線來適應碳纖維材料的成本是及其昂貴的。”不過Blanchard表示他相信復合材料是未來汽車應用的一個趨勢，福特汽車對于使用碳纖維也是持肯定態(tài)度的。
 

　　福特汽車在以往的表述中，向來將成本列為制約碳纖維應用的重要因素。而此次Blanchard講演中的表述卻大不一樣。并且在此次講演中，Blanchard也未曾言及福特與陶氏化學共同研發(fā)非PAN基碳纖維原絲一事。而這項研究一旦出現(xiàn)成果，將會大大降低碳纖維的使用成本，促進其在汽車行業(yè)的應用。由此看來，在碳纖維供應商和汽車原始設備制造商之間，還有很多事情懸而未決。