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新材料搅动汽车创新生活

2019-12-04 12:32:21来源:励志吧0次阅读

20世纪前半叶,汽车设计者们开始着手从汽车外部造型上进行改进,并相继引入了空气动力学、流体力学、人体工程学以及工业造型设计(工业美学)等概念。此外,随着科技的发展,很多特殊材料广泛应用到汽车的制造中———以往在航空航天领域才使用的铝合金、镁合金、碳纤维、高强度工程塑料、陶瓷等材料在汽车上的应用比比皆是。这些新材料的应用,逐步提高了汽车的各种性能,并渐渐应用到人们生活中的其他领域,新材料改变着汽车,也为人们的生活带来精彩与便利。

新技术让汽车更快、更轻、更安全

有“轻金属”之称的铝金属,拥有比传统造车材料所用的铁和钢更加质轻、耐磨、耐腐蚀、刚度和强度高、抗冲击性能优、加工成型性好和再生性高等特点,成为了使汽车轻型化的首选新材料。

之前,许多豪华汽车制造商在所生产的车型中用铝合金在一些局部配件上代替铁和钢,直到奥迪A8L的诞生。在轻量化铝质结构领域中,奥迪是开拓者和技术领先者。十多年来,铝材及轻量设计中心在奥迪所取得的成就中一直扮演着重要角色。奥迪A8L其整个车架均使用铝合金,所以它拥有了比同尺寸车型更加轻的车身,与传统的钢制结构相比重量减轻约40%。另外,由于铝合金车身拥有极好的刚性、强度和韧度,无论从操控还是乘坐安全和舒适性来看,都具有无法比拟的优势。

碳纤维车架顾名思义是由碳纤维做成的车架。碳纤维是一种由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维。其最大的优点就是质量轻、强度大,重量仅相当于钢材的20%—30%,硬度却是钢材的10倍以上。但真正的碳纤维车架,最早出现在F1赛场。1981年迈凯轮的设计师约翰·巴纳德设计了全世界第一个一体式碳纤维车架,而在目前的超级跑车的行列中仅有麦克拉伦F1、法拉利F50、Enzo、布加迪EB110SS使用的是一体式碳纤维车架。近日,迈凯轮SLR的设计者高登·马瑞与日本东丽合作,推出了全新碳纤维电动跑车———TeewaveAR.1。这款双座版的电动跑整车重量仅850公斤,搭载的是三菱iMiEV电动车上的全套电力驱动系统,仅需要6小时就能将电量充满,并拥有最大186公里的续航能力。

现在的汽车越来越多地采用了塑料材质。近期奔驰与工业巨头巴斯夫所联合推出的SmartForvision概念车,不仅车身骨架采用塑料材质,而且车身面板也使用高性能泡沫材料,在兼顾坚固的同时最大限度减轻了整车重量。

自修复车漆这一技术属于日产,最先进入中国是随着英菲尼迪新M系上市,其称为“自动愈合车漆”。这层保护剂是一种高密度的透明合成树脂,以网状结构涂抹在汽车油漆的外层。这将使汽车的表层更难被剐伤,即使出现剐痕,超强力的网状树脂也会缓慢地回弹,直到填平表面上的擦痕。

从地毯到轿车的循环材料之路

被丢弃的家用地毯、旧牛仔裤或空瓶子,能用来做什么呢?你是否相信,它们能被用来制造福特福克斯呢?在欧洲当前正掀起一场影响广泛的废物回收再利用运动,福特创新的两厢福克斯成为了先锋。这部车使用了逾300种由再生材料制成的独立部件,使得原本需要填埋的约2万吨废物得到转化利用。

福特杜顿技术中心的材料工程师说,福特的行动遵循了他们的产品可持续性指数,它包含可持续材料和物质管理两方面的要求,涵盖了再生材料和天然纤维的使用,而这些将继续代替福特汽车部件里塑料成分。这些再生材料源自日常生活中的物品,其来源广泛多样,有塑料瓶、瓶盖、电脑和电视外壳、CD光盘、家用地毯,甚至是牛仔裤。

除了再生材料,福特汽车公司和俄亥俄州立大学还正在从全新的角度对蒲公英展开研究,他们从蒲公英根渗出的一种乳白色物质中提炼合成可反复使用的橡胶。这种物质有望在福特汽车的塑料件中得到应用,比如作为杯架、地垫和内饰的抗冲改性剂。

“通过增加回收材料或可再生材料的使用量,并尽量少用不良材料,我们在全球各地帮助垃圾填埋场减少了数百万镑的废物。”福特汽车可持续性和环境政策总监约翰·维拉表示。

在车内大量采用各种新型环保塑料和植物纤维材料之后,汽车正在逐渐告别“污染源”这一身份。

新材料走进百姓生活

新材料改变着汽车,同时也逐步被延伸到了相关领域。据美国物理学家组织网报道,美国科学家研制出一种新式碳纤维锂空气电池,其能量密度是现在广泛应用于手机、汽车中可充电锂离子电池的4倍,该研究发表在最新一期《能源和环境科学》杂志上。

今年的德国法兰克福车展上,除了展示激动人心的全新技术和车型以外,福特出人意料地推出了一款令人惊艳的电动概念自行车。该自行车由福特执行设计总监马丁·史密斯领导的团队与福特生活方式精选产品的制造商合作研制开发。它由铝合金和碳纤维材质构成,重量仅为2.5千克,并且拥有更高的强度。该车还搭载在F1赛车上普遍应用的集成控制器和磁致伸缩传感器专利技术。

宝马和古根海姆博物馆携手打造了实验室。实验室本身的实体建筑以碳纤维结构为主,可随意拆卸。在这里,参观者可以观看相关主题电影,互相讨论,围坐在一起喝咖啡,形成一处开放平等的沟通场所。2011年这座实验室展开了它的环球探索之旅,艺术家、建筑师、设计师及科学家会在这里对未来的生活展开讨论。

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