《复合材料世界》：2014碳纤维大会会议系列报道（二）—汽车行业

　　论起碳纤维应用最热门的行业，其中之一当属汽车制造。在本届碳纤维大会的25场讲座中，有2场直面了这个主题。

　　在题为“汽车市场愈显的机遇与挑战——CFRP是否准备就绪？”的演讲中，专门从事碳纤维及其他复合材料市场分析的咨询公司Composites Forecasts and Consulting LLC总裁Chris Red透露了一组数据。在对比了钢材和碳纤维的使用成本（碳纤维：42美元/千克；钢材：1.46/千克）之后发现，虽然两者成本悬殊，但仍有104款车型不同程度地使用了碳纤维材料。尽管如此，他做出的判断仍是：“在未来十年内，碳纤维还无法实现在中高年产量的量产车上的规模应用。原因很简单，成本昂贵，量产工艺尚不成熟。”碳纤维值得期待的应用还将集中在中高端跑车、运动赛车和一些高端越野车上。Red表示，目前汽车市场只占碳纤维应用的6%。
 

　　Red称，目前碳纤维应用到汽车行业的最佳方向并不是车体结构或是外层面板，而是在悬挂组件（suspension component）中，比如车底板、传动系统、制动系统和车轮上。在所有的汽车原始设备制造商中，德国宝马和德国大众是采用碳纤维材料最多的两家。在汽车零部件厂商方面，由SGL集团和意大利制动系统制造商Brembo SpA成立的合资企业是使用碳纤维最多的企业之一。毫不意外的是，70%的碳纤维零部件供应商位于欧洲，包括意大利ITCA Colonnella SpA、法国Sotira、德国Mubea Carbo Tech Composites GmbH等。再有就是一些北美的企业，包括美国Morrison Molded Fiberglass Co. 、加拿大Multimatic Inc. 和美国Plasan Carbon Composites。Red预测说，如无明显的需求增长，未来十年中汽车行业将消耗超过7860万千克的碳纤维材料。“除了风电市场之外，这大概是碳纤维应用最大的机会了。”

　　在另外一场讲座中，来自福特汽车先进工程中心复合材料小组的技术主任Patrick Blanchard向与会者介绍了汽车原始设备制造商在轻量化方面所做的努力。他指出，美国政府制定的CAFE标准（Corporate Average Fuel Efficiecy，国家平均燃油效率）规定了每年的燃油效率提升目标。到2025年，全美的燃油效率需要提高3.5个百分点。为此，汽车原始设备制造商们在轻量化方面绞尽了脑汁。不过，福特的研究表明，汽车重量并不是消费者所关心的。“作为消费者，他们真正关心的是汽车的安全性能、制动系统灵敏度以及驾驶操作的简易。尽管这些性能都受到车重的影响，但车重本身并不是消费者直接关心的。”在讲座的最后，Blanchard表示传动系统技术上的突破，包括采用混合动力或者纯电力，将会使像福特这样的汽车公司满足CAFE标准，减轻车重对于提高燃油效率来说不是一种必须的方法。当然，他补充说，这并不是说减轻车重不重要。自1998年以来，就小汽车和卡车而言，每年新款的增重分别是7.7千克和19.5千克。福特汽车在轻量化的道路上目前更倾向于铝料和轻质钢材，因为这些传统的金属材料与福特的制造生产线最为契合。碳纤维若要想取而代之，必须满足如下条件：能够实现规模量产；提升产品设计能力包括CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程设计）；拥有灵活的修复技术；保证稳定的供应量；提升与汽车涂漆工艺的兼容性。值得注意的是，Blanchard并没有把成本因素列在其中。在随后的问答环节中，他表示相较于碳纤维本身的使用成本，更大的成本障碍其实来自于为了采用碳纤维材料，福特的整个生产线系统需要进行全新的改造。“福特汽车在全球共有39个生产工厂，每年生产700万汽车。改造全部的生产线来适应碳纤维材料的成本是及其昂贵的。”不过Blanchard表示他相信复合材料是未来汽车应用的一个趋势，福特汽车对于使用碳纤维也是持肯定态度的。
 

　　福特汽车在以往的表述中，向来将成本列为制约碳纤维应用的重要因素。而此次Blanchard讲演中的表述却大不一样。并且在此次讲演中，Blanchard也未曾言及福特与陶氏化学共同研发非PAN基碳纤维原丝一事。而这项研究一旦出现成果，将会大大降低碳纤维的使用成本，促进其在汽车行业的应用。由此看来，在碳纤维供应商和汽车原始设备制造商之间，还有很多事情悬而未决。