Con el calentamiento global y el creciente agotamiento de los recursos de combustibles fósiles, promover la energía verde y el desarrollo sostenible se ha convertido en un consenso mundial. Como producto de la civilización industrial moderna, la industria automotriz se enfrenta a una presión sin precedentes para ahorrar energía y reducir las emisiones, lo que convierte al aligeramiento de vehículos en un enfoque importante para abordar estos desafíos. Entre los diversos materiales ligeros, compuesto de fibra de carbono s Se destacan por su excepcional resistencia específica, módulo específico y flexibilidad de diseño y se aplican ampliamente en la industria automotriz.

Aplicaciones de los compuestos de fibra de carbono en automóviles

1. Componentes estructurales de la carrocería del vehículo
En primer lugar, en términos de paneles exteriores , compuestos de fibra de carbono Se utilizan ampliamente en piezas como puertas y capós de motor Estos componentes no solo requieren un excelente rendimiento mecánico, sino que también deben cumplir con múltiples requisitos funcionales, como la aerodinámica y las características de ruido y vibración. Mediante el diseño de esquemas óptimos de laminado de fibra de carbono y la selección de matrices de resina de alto rendimiento, se puede reducir el peso de los componentes, a la vez que se mejora significativamente su rigidez, resistencia y resistencia al impacto, lo que permite una estética de diseño más estilizada.

En el campo de componentes estructurales del bastidor de la carrocería Gracias a su excepcional resistencia específica y módulo específico, los compuestos de fibra de carbono pueden reemplazar a los materiales metálicos tradicionales. Mediante procesos avanzados de moldeo y unión, es posible lograr la fabricación integrada del bastidor de la carrocería, reduciendo considerablemente el número de uniones y mejorando tanto la integración estructural como el rendimiento de peso ligero. Por ejemplo, un automóvil adopta una cabina de pasajeros completamente de compuesto de fibra de carbono y, mediante el diseño modular y la optimización del proceso, logra hasta... 62% de reducción de peso al tiempo que mejora el rendimiento de seguridad en caso de colisión en más del 30%.

2. Sistemas de chasis
En sistemas de suspensión Los compuestos de fibra de carbono son una excelente opción de material para componentes clave como resortes, amortiguadores y brazos de control. Tomemos como ejemplo los amortiguadores: los fabricados con compuestos de fibra de carbono no solo son más ligeros, sino que también presentan... 2–3 veces Mayor resistencia a la fatiga, lo que resulta en una suspensión dinámica más sensible y cómoda. El uso de amortiguadores de compuesto de fibra de carbono puede reducir el peso del sistema de suspensión. 15%–25% mientras que disminuye los golpes y vibraciones 10%–15% , mejorando eficazmente el confort de marcha.

3. Sistemas de propulsión
Las tapas de motor fabricadas con compuestos de fibra de carbono se moldean primero colocando preimpregnado o fibras secas en un molde, seguido de un curado a alta temperatura y alta presión para formar una tapa ligera que se adapta perfectamente a los contornos del compartimento del motor. En comparación con materiales tradicionales como las aleaciones de aluminio, las tapas de motor de compuestos de fibra de carbono pueden reducir el peso entre un 30 % y un 40 % y aumentar la rigidez de la tapa entre un 20 % y un 30 %, lo que reduce eficazmente la vibración y el ruido, a la vez que mejora el rendimiento NVH (ruido, vibración y aspereza) del compartimento del motor.

En la reducción de peso de la industria automotriz, la elección y optimización de los procesos de moldeo son clave para lograr una fabricación eficiente y componentes de alto rendimiento. Los procesos más comunes incluyen el moldeo por compresión, el bobinado de filamentos y la pultrusión. El moldeo por compresión utiliza moldes y presión para combinar preimpregnados o fibras secas con una matriz de resina, produciendo componentes compuestos con formas complejas y excelentes propiedades. Este proceso es adecuado para la producción a gran escala, logrando alta eficiencia y precisión dimensional. El moldeo por compresión puede aumentar la eficiencia de producción de componentes compuestos entre un 20 % y un 30 % y controlar las tolerancias dimensionales dentro de ±0,2 mm.

El bobinado de filamentos consiste en impregnar haces continuos de fibras con resina y enrollarlos a lo largo de trayectorias predeterminadas sobre un mandril. Tras el curado, se obtienen componentes compuestos huecos. Este proceso permite un control preciso de la orientación de las fibras, lo que permite la fabricación de piezas tubulares y cilíndricas de alta resistencia y rigidez. Además, el bobinado de filamentos mejora significativamente el aprovechamiento del material y reduce los residuos, aumentando la eficiencia del material entre un 30 % y un 40 %.