碳纤维增强塑料 (CFRP)
碳纤维复合材料
碳纤维增强塑料 (CFRP) 长期以来一直用于高性能赛车。然而，组件的成本和制造时间使得 CFRP 无法用于消费者应用。但这正在改变。
强而轻
由碳纤维增强塑料制成的零件可以吸收比钢多 12 倍的能量，从而提高安全性。 CFRP 比钢轻 50 倍，比铝轻 30 倍，这使得用它制造的汽车更加省油。因此降低了温室气体排放。宝马依靠其 i8 和 i3 汽车的“乘客舱”来弥补从一级方程式赛车到高端消费汽车使用的差距。
到 2025 年每加仑 50 英里
美国国家公路和交通安全管理局与美国环境保护署共同制定的标准要求，到 2025 年，每加仑汽车的行驶里程必须超过 50 英里。
快速循环时间
使 CFRP 适用于汽车部件需要快速的循环时间和可预测的强度。这些零件不仅包括面板、保险杠护板和仪表板等零件，还包括引擎盖下的零件。如今，制作仪表板的速度就像制作牛奶罐一样快。
树脂填充短切玻璃纤维
自 1950 年代以来，汽车工业已使用填充有树脂的短切玻璃纤维来增强塑料汽车零件。目前，使用玻璃纤维和 CAD 软件可以构建满足 SUV 卡车严格标准的玻璃填充的车身下油底壳。这具有满足经济要求所需的速度。但是纤维填充树脂正在发生新的革命。这是填充有可注塑塑料的碳纤维。这比玻璃填充树脂坚固得多，重量也轻得多。
碳纤维增强塑料的特性
- CFRP 具有导电性。这可能是一个加号或减号。例如，公用事业行业需要用玻璃纤维制造许多产品，因为玻璃是绝缘体。梯子由玻璃纤维制成。
- CFRP 的重量比玻璃纤维轻。
- 虽然 CFRP 的重量更轻，但它比玻璃纤维复合材料更坚固、更坚硬。与金属相比，强度与钢相同的 CFRP 部件的重量仅为该金属的 1/5。铝制部件的重量是具有相同强度的类似 CFRP 部件的 1.5 倍。
- 成本：CFRP 目前非常昂贵。
用于碳纤维增强塑料
- 汽车：2019 年，通用汽车为其 Sierra Denali 皮卡推出了坚固的碳纤维卡车底盘。引擎盖下的零件也由 CFRP 制成。
- 体育用品：由于重量轻、强度高，可用于制造高尔夫球杆、滑雪板、滑雪板、球拍、钓鱼竿、曲棍球棒、球棒、头盔和自行车，以及许多其他用途的体育用品。
- 风力涡轮机叶片：CFRP 的强度和刚度允许制造更长、更轻、更坚固的更细长的风力涡轮机叶片。由此产生的叶片具有更高的空气动力学效率。因此，由 CFRP 制成的叶片可降低能源成本。
- 航空航天：空中客车 A350 XWB 的 CFRP 含量为 52%，包括翼梁和机身部件，而波音 787 梦想飞机的重量比为 50%。空客 A380 有一个由 CFRP 制成的中央翼盒，使其具有平滑的机翼横截面轮廓。这种连续流动的横截面可以提高空气动力学效率。宇宙飞船一号甚至是用 CFRP 组件制成的。
- 医疗：CFRP 是射线可透的，这意味着它对 X 射线是透明的，并且在 X 射线图像上显示为黑色。它也用于支撑肢体的成像结构。
- 军事：军方将 CFRP 用于火箭和发射系统的平台和结构。它用于制造军事运输和军事基础设施（如野战医院）的部件。这种材料还用于防护头盔和其他个人装备，在不牺牲强度的情况下减轻重量。甚至飞机和导弹的结构中也包含 CFRP 组件。
树脂