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全身主要由復(fù)合材料制作的波音787飛機(jī)，完成了大型民用飛機(jī)由傳統(tǒng)的鋁合金向碳纖維增強(qiáng)塑料(文章來源環(huán)球聚氨酯網(wǎng))復(fù)合材料的轉(zhuǎn)變。新飛機(jī)所用材料按體積計(jì)算，復(fù)合材料占到80%。按重量計(jì)算則為：50%復(fù)合物料，20%鋁，10%鋼 ，和20%的其他材料。

一般來說，航空航天工業(yè)開發(fā)出來的先進(jìn)材料可以向其他工業(yè)推廣。如二戰(zhàn)時(shí)期為飛機(jī)開發(fā)的玻璃纖維復(fù)合材料，已在游艇和風(fēng)能葉片行業(yè)占據(jù)主流。纖維復(fù)合材料強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，比重只是1.5~2.0克/立方厘米，但是僅在F1方程式賽車和高端跑車上得到應(yīng)用，在普通轎車上并沒有成為主要材料。復(fù)合材料在汽車工業(yè)沒有大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是，大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)路徑?jīng)]有完全打通。受幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸制約，生產(chǎn)效率低，成本高，無法實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)必須的高效率大規(guī)模生產(chǎn)。雖然歷史上進(jìn)行了多次嘗試，都沒有成功。

美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布新的轎車燃油效率標(biāo)準(zhǔn)：到2025年新車型要求每百公里燃油減少50%，達(dá)到每百公里燃油4.3升。此前，能源基金會(huì)高級(jí)副主席、中國(guó)可持續(xù)能源項(xiàng)目總裁林江在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，美國(guó)車輛新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)將促使百億美元的投資流向能效技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，將推動(dòng)汽電混合動(dòng)力技術(shù)與輕型材料的研究和商業(yè)化。

因?yàn)楣?jié)能減排迫切要求，歐洲和日本各大車廠均選擇開始了新一輪應(yīng)用碳纖維等高強(qiáng)纖維復(fù)合材料的努力。采用復(fù)合材料可使汽車車身減重40%。復(fù)合材料還能提高抗撞性能和安全性。要想取得成功，必須取得技術(shù)突破。德國(guó)寶馬電動(dòng)汽車i3和其他車廠的碳纖維車身多是采用樹脂轉(zhuǎn)移模塑成形技術(shù)(RTM)。

RTM主要原理是在模具的腔中鋪放纖維預(yù)制體，將樹脂液體注入模腔，樹脂浸注纖維預(yù)制體后固化成固體，脫模獲得構(gòu)件。這個(gè)RTM流程的效率主要取決于樹脂的固化時(shí)間和纖維預(yù)制體的鋪層效率兩個(gè)制約因素。以前，樹脂的固化時(shí)間至少需要30分鐘，而生產(chǎn)汽車要求幾分鐘甚至一分鐘制成一個(gè)構(gòu)件。美國(guó)陶氏近期為汽車工業(yè)開發(fā)出了2分鐘固化的樹脂，突破了樹脂固化時(shí)間的瓶頸。

要使用長(zhǎng)纖維做結(jié)構(gòu)材料，通常由紗線做成纖維片, 疊層纖維片到一定厚度得到纖維體。由于自動(dòng)化機(jī)械操作纖維片材難度較大，只有要求很高的飛機(jī)和形狀比較規(guī)則構(gòu)件才能夠采用昂貴的自動(dòng)化鋪層設(shè)備。纖維疊層多采用手工，效率低，成本高。這是大規(guī)模生產(chǎn)的一個(gè)主要障礙。寶馬等各大汽車公司都還沒有解決，所以寶馬的i3汽車售價(jià)要4萬歐元左右，屬于高檔汽車。

無錫安飛纖維材料公司韓楠林博士發(fā)明的韓氏三維織物和自動(dòng)化纖維疊層機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)纖維疊層自動(dòng)化，取代手工疊層。一個(gè)纖維預(yù)制體在90秒內(nèi)就可以自動(dòng)化完成，提高生產(chǎn)效率數(shù)倍，降低生產(chǎn)成本50%以上。這為復(fù)合材料在汽車這種大規(guī)模生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用打通了技術(shù)路線，也為世界建造波音787的下一代三維復(fù)合材料飛機(jī)提供了新的技術(shù)基礎(chǔ)。

突破了大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)后，復(fù)合材料的成本在汽車上應(yīng)用就不是問題。復(fù)合材料的模具費(fèi)用低，只是金屬?zèng)_壓模具的幾分之一。另外，對(duì)復(fù)合材料回收利用可以借鑒輪胎， 因?yàn)橛芯薮蟮氖袌?chǎng)需求，在山東、江蘇和浙江呈現(xiàn)遍地開花之勢(shì)的低速電動(dòng)汽車售價(jià)3萬元左右。這種電動(dòng)汽車也能承受成本在1萬元左右的玻璃纖維復(fù)合材料制作的車身和底盤。玻璃纖維復(fù)合材料也是在裝甲車上使用的防彈裝甲材料。而新型的韓氏三維復(fù)合材料能夠提高抗沖擊強(qiáng)度50%~100%;因而可以顯著提高低速電動(dòng)汽車的技術(shù)水平和安全性，引領(lǐng)世界車用復(fù)合材料的新變革。

突破了制約瓶頸后， 飛機(jī)用的復(fù)合材料在汽車工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的通道也就敞開了。 預(yù)計(jì)到2025年，世界上多數(shù)新轎車的車身和底盤主結(jié)構(gòu)都會(huì)使用纖維復(fù)合材料。

正如中科院院長(zhǎng)白春禮所言：“誰能提前判斷科技革命發(fā)生的領(lǐng)域，進(jìn)行前瞻和重點(diǎn)部署，就有可能在新一輪競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中搶占先機(jī)。”車身材料的革命會(huì)顛覆現(xiàn)在汽車生產(chǎn)的沖壓、焊接工藝。新建的電動(dòng)汽車廠，如果在沖壓和焊接上還是按傳統(tǒng)汽車廠那樣投入巨資，可能會(huì)走彎路。

國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)副主任、碳纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長(zhǎng)李克建研究員說，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是當(dāng)今世界發(fā)展熱點(diǎn)之一，目前阻礙其快速發(fā)展的“攔路虎”是高成本。李克建評(píng)論說：“韓楠林博士有股"瘋勁"，他在降低成本方面作著不懈的努力。我賞識(shí)他的"瘋勁"，這就是科技創(chuàng)新的沖動(dòng)，難能可貴。”

雖然安飛纖維材料公司突破了復(fù)合材料大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，但是要引領(lǐng)和推動(dòng)世界汽車車身材料革命的前景并不樂觀。目前國(guó)家科技研發(fā)經(jīng)費(fèi)呈現(xiàn)“啞鈴”型戰(zhàn)略布局：央企和大型企業(yè)獲國(guó)家支持巨額研發(fā)經(jīng)費(fèi)，這是“啞鈴”的一頭。而“啞鈴”的另一端是科研院所和大學(xué)，獲得經(jīng)費(fèi)渠道眾多，一般的人也是“經(jīng)費(fèi)基本不缺”。“啞鈴”中間的細(xì)桿是以技術(shù)突破發(fā)明創(chuàng)新進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，從事將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的小企業(yè)。

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