日本東麗公司近日對外公開了其最新花費3億日元(約2451.3萬元人民幣)研發的電動汽車TEEWAVE AR1概念車。該車骨架采用碳纖維強化樹脂(CFRP)材料,從而使車身重量大幅度降低。東麗公司是在其內部展會“東麗尖端材料”上公開這一訊息的。
東麗公司目前是全球最大的碳纖維及產品生產商之一,占據全球碳纖維市場30%以上的份額。其碳纖維產品包括飛機部件、人造衛星天線,以及高爾夫球棒等。此次推出概念版TEEWAVE AR1電動汽車,旨在引爆“汽車設計的革命”,因此在制造時非常重視材料的實用性。
TEEWAVE AR1使用了約0.16噸的碳纖維強化樹脂材料,在超越普通同款式車輛的剛性、碰撞安全性的同時,減少了0.55噸左右的鋼板用量。據東麗公司介紹,碳纖維強化樹脂材料包含在母材上使用熱固性樹脂的CFRTS和使用熱可塑性樹脂的CFRTP兩種。
其中,CFRTP是在樹脂中摻入短纖維,雖然其機械特性遜于CFRTS,但是擠壓成形的耗時較短,且易于加工。而CFRTS是長纖維的織物浸滲于環氧樹脂凝固而成的,雖然成形耗時較長,但是其強度/剛性較高。
目前主流的汽車材料是鋼與樹脂,而CFRP卻是擁有迥然相異的材料性質。這個性質就是各向異性。特別是使用長纖維的CFRTS,依據其方向諸如強度等的機械特性會大幅地變化,與纖維垂直的方向是較弱的,但若是善用這個性質,從來未見的嶄新設計是很有機會出線的。若是與鋼、樹脂比較,CFRP每單位重量的機械特性都超越前二者;但在材料成本與成形時間上卻相距甚遠。
東麗公司高層表示,汽車業界幾乎沒有對于各向異性材料純熟掌握的設計者。東麗將碳纖維定位為“戰略性擴大業務”,汽車是最有望大量應用這種材料的領域,公司計劃通過概念車擴大汽車廠商對碳纖維的應用。