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圆桌对话:复合材料产业化
发布时间:2015-04-10   浏览次数:
  2014(第三届)国际交通运输轻量化峰会围绕复合材料产业化的问题展开了激烈精彩的讨论。本次圆桌讨论由东华大学研究院副院长余木火先生主持,机械科学研究总院高级顾问陈长年、同济大学航空航天与力学学院教授黄争鸣、南京航空航天大学航空宇航学院教授乔新、江苏恒神纤维材料有限公司高级技术顾问沈真先生参加了此次圆桌讨论。
  余木火:我想请问一下四位先生,复合材料在汽车上的应用,对于中国来说有什么难点?为什么推动不起来?我们的政府,企业以及消费者应该怎么样为这个事情做出贡献呢?


  陈长年:我感觉最大的难点是我们不懂复合材料,特别是碳纤维。我们到德国考察回来以后,感觉到复合材料和其他所有的材料最大的不同是它的可设计性,我们别的材料从使用者的角度基本上是很少设计,但是复合材料第一的难关是设计。材料本身具有可设计性,复合材料可以设计成物理性能极高的材料,可以根据零件的不同要求、不同性能进行设计。我们到德国考察最大的体会就是使用复合材料要有材料专家,现在汽车厂非常缺材料专家。除此之外,成本高也是一个复合材料产业化的一个问题。
  黄争鸣:我非常同意陈教授的意见,我们现在的复合材料,不仅是航空产业还是汽车产业,最大的发展瓶颈是缺少懂复合材料的人才。在复合材料领域经常听到这么一句话“复合材料是一种贵族材料”,我把它再形象地说一下,就是“复合材料力学是力学中的贵族”,因为复合材料是一种结构材料,是一种可设计的材料,其机体必须由复合材料力学设计出来,但是我国在复合材料力学方面非常薄弱。
  沈真:关于复合材料在汽车行业的应用我前两年也呼吁过,去年第一次提出了汽车复合材料原理,于是汽车行业对于碳纤维复合材料开始重视起来,但是前年我讲这个事情基本上没人理。两年前有一个看法就是碳纤维复合材料,要先把技术准备好了才可以用。但是这个现在看来是不现实的,汽车行业跟碳纤维复合材料行业的专家必须联合起来,一起攻关。因为汽车行业专家不懂碳纤维复合材料,碳纤维复合材料的专家不懂汽车,所以国际上都是汽车与碳纤维复合材料结成同盟来搞的。还有一个原材料供应的问题,如果不结成同盟的话,要搞碳纤维汽车,那么原材料从哪里来?所以要发展碳纤维汽车必须跟上游产业、供应商联合攻关。
  我认为大家对于碳纤维复合材料的认识也有一些误区,那就是汽车碳纤维复合材料怎么搞的问题,总是说碳纤维复合材料卖不出去,因为汽车碳纤维完全按照航空碳纤维搞的方法是不对的。例如航空用的是G300G3K,而这个汽车上一般是不会用的,汽车行业用的大部分是T700S、12K、24K的。现在国内碳纤维都是搞航空碳纤维,用在汽车上当然卖不出去,但是汽车上真正需要的碳纤维又没有生产,这个是最大的问题,所以航空、汽车两个产业界必须联合起来。还有一个是技术问题,因为设计技术、制造技术主要是集中在航空领域,但是航空领域的工艺技术对汽车行业基本上用不上。
  汽车生产率很高,一个量产车年产量一百万台,靠航空技术根据不行,所以现在宝马的技术、通用的技术以及丰田的技术根本不是依靠航空技术,必须要开辟新的技术,这个途径国内过去是空白的,因为搞碳纤维复合材料都是按照航空的工艺走的,而汽车的工艺没有人研究,但是国外研究了20年解决了这个问题,我们没有研究就没有解决,所以这个是很大的问题。
  余木火:沈真先生刚刚提了两个问题,第一个汽车上成型技术一定要有量产的技术,这个是核心的问题。如果一条生产线投两个亿万下去,一年只能生产2000件,这个是不可能的,所以复合材料的制作技术一定要有重大的革新,用自动化的流水生产线快速地生产,出来以后可以自信地保证每个零件都是合格的,所以这是最核心的问题。第二个是提到一个问题,就是一个零件一用就要几千吨碳纤维材料,我们现在三十几家碳纤维厂,每家稳定的一千吨是生产不出来的。所以第一个问题是碳纤维复合材料怎么样规模化生产,如果要规模化生产,中国的碳纤维复合材料就要2万吨以上才可以成为产业,现在每家只有200吨在生产是没有办法竞争的。
  乔新:我讲一下我个人的观点,把复合材料用到产品上必须具备设计的支持、工艺的支持和材料的支持。同时具备这三个支持才能够有效地从事航空工业复合材料结构的设计、维护、修理。因此产品设计的人要学习复合材料的基础知识,包括复合材料力学,实际上它没有什么了不起的,它是从木材的成本变过来的,不过计算优化了,各式各样的先进技术用上去了,包括用软件以及其他的计算来进行分析、计算。要具备设计还要具备工艺的支持,要把设计的理念和工艺结合起来。前面我听到并不是把白色的飞机黑色化了就是复合材料用得最好,它要减少配件数目,提高工艺质量,有一系列工艺保证,大量批量的生产就是工艺方面的问题。再就是材料本身方面的问题,不同种类的材料用在不同的地方,高贵的材料用在高贵的地方,便宜的材料就用便宜的地方,要用得其所,我的观点是铁老大用的高铁已经用了不少的复合材料在上面了,加以改善,而且还要出口,这都是我们大量使用复合材料的机遇,谢谢大家。
来源:玻纤情报网
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