卡車減重一直是卡車界的熱門,自重輕有很多好處,比如空車能降低油耗減小輪胎磨損提高車輛操控極限等等,對(duì)于卡車用戶來(lái)說(shuō)上文提到的那些都不是最重要的,卡車載重法規(guī)限制的是車貨總重,所以車體輕了就能裝載更多的貨物。

車頭輕一噸每次裝貨就能多拉一噸,長(zhǎng)年累月的積累下去將是一筆可觀的收入,相比于空車油耗和輪胎消耗的小幅降低,輕量化車型多拉貨的優(yōu)勢(shì)才是卡友們最為看重的。
顯然各大卡車廠家也清楚用戶需要什么,所以國(guó)內(nèi)外卡車企業(yè)玩了命的搞輕量化,這就促使很多新材料應(yīng)用到了卡車上,如鋁合金,鋁鎂合金,工程塑料,玻璃纖維等。
這些材料確實(shí)讓卡車降低了自重,但卡車輕量化在達(dá)到一定水平之后進(jìn)步開始越來(lái)越小,為了繼續(xù)降低車輛自重提升整車產(chǎn)品力,車企都開始尋找新的材料以達(dá)到低密度高強(qiáng)度的苛刻要求。
這時(shí)候一種本來(lái)和卡車沒有半點(diǎn)關(guān)系的材料進(jìn)入了工程師的視野,它就是碳纖維復(fù)合材料。


上圖為碳纖維布
材料特性
碳纖維復(fù)合材料是由碳纖維編織成的碳纖維布和液態(tài)樹脂結(jié)合凝固后形成的,其密度僅為鋼材的1/4,抗拉伸強(qiáng)度則是鋼材的數(shù)倍,耐腐蝕性也十分優(yōu)異。
缺點(diǎn)當(dāng)然也有,它的抗剪切能力較鋼材差一些,不過(guò)現(xiàn)在通過(guò)應(yīng)力分析和碳纖維零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方向已經(jīng)改善了這個(gè)問(wèn)題,另外碳纖維復(fù)合材料因?yàn)楹袠渲云涫褂脡勖軜渲睦匣绊懀祭w維本身是很耐老化的。
從碳纖維復(fù)合材質(zhì)的特點(diǎn)上來(lái)說(shuō)它是很適合用來(lái)制造車用零部件的,那么為什么折磨多卡車企業(yè)還沒有正式推出大量使用碳纖維的車型呢?這就要從它的成型工藝說(shuō)起。
成型工藝
碳纖維制品主要有兩種成型工藝,分為濕式和干式,咱們先從濕式說(shuō)起。

濕式成型有兩種方法手糊法和抽真空法
手糊法就是一層碳纖維布刷上一層樹脂在鋪一層碳纖維布再刷樹脂,工藝非常簡(jiǎn)單但成品表面平整度不高,強(qiáng)度也一般,現(xiàn)在已經(jīng)很少使用這種方法了。

抽真空法是講碳纖維布一層一層鋪好在模具里然后套上真空袋抽真空在袋內(nèi)空氣完全排出后先吸入樹脂后吸入固化劑,經(jīng)自然冷卻或烘烤后成型,特點(diǎn)是平整度高可以做成各種復(fù)雜形狀。
但和手糊法一樣,強(qiáng)度一般,不能承受過(guò)大的力,濕式碳纖維雖然強(qiáng)度較干式差很多但是抗紫外線能力強(qiáng)所以內(nèi)飾件使用的很多。

下面要談到的是干式制法了,也是真正用在大受力碳纖維零件上的工藝,它的前期工藝和抽真空法類似不過(guò)抽出空氣后要放入真空熱壓罐內(nèi)成型。
這就對(duì)模具的強(qiáng)度和耐高溫性能提出了很高的要求,制作出來(lái)的碳纖維部件強(qiáng)度也很高,缺點(diǎn)就是成本很高且不耐紫外線照射,所以多用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)件。

邁凱倫MP4-12C的碳纖維單體式座艙
碳纖維復(fù)合材質(zhì)用來(lái)制作車輛車架或者主體受力結(jié)構(gòu)只有部分超級(jí)跑車和豪華車才會(huì)這么做,價(jià)格限制了碳纖維的大規(guī)模應(yīng)用,不過(guò)沃爾沃和斯堪尼亞已經(jīng)試制了采用碳纖維駕駛室的車型,用作實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。
在駕駛室整體重量上確實(shí)大幅降低,斯堪尼亞甚至收購(gòu)了一家碳纖維制造企業(yè)來(lái)深度開發(fā)碳纖維制品和其生產(chǎn)工藝,現(xiàn)在限制碳纖維發(fā)展的主要因素就是它的制造成本,如果成本能得到降低,碳纖維這種材料將對(duì)傳統(tǒng)卡車制造業(yè)產(chǎn)生巨大的沖擊。
這種沖擊顯然是良性的,卡車乃至乘用車能否大規(guī)模推廣碳纖維復(fù)合材料,還要看能否有低成本的高強(qiáng)度碳纖維成型工藝的出現(xiàn)。