da jeg startede dette job i September 2006, var en af de første “kompositter sandheder”, der blev afleveret til mig fra det høje, dette: kulfiber vil ikke blive anvendt på højvolumen bilstrukturer, indtil Og medmindre enhedsomkostningerne for nævnte kulfiber falder til eller under US$5/lb. Og hvis du spørger nogen 10 composites industri veteraner, hvad oprindelsen af denne “sandhed” var, du vil næsten helt sikkert få 10 forskellige svar, lige fra den plausible — “Ford Motor Co. sagde det på et møde med materialeleverandører i 1988” — til det fantastiske — “Det var Richard Nihons dødsleje proklamation.”(OK, jeg lavede den anden op, men du får pointen.)

under alle omstændigheder, uanset tilblivelsen af denne erklæring, er det blevet gentaget så ofte i de efterfølgende år, at det har antaget finer og polering faktisk, ofte trukket ud og påpeget af automotive OEM ‘ er, når kompositter industrien får til at føle sig lidt uppity om at gøre bilindustrien indhug. Og så bliver vi høfligt mindet om vores plads i materialefødekæden: “Husk nu, lille fyr, “siger OEM’ erne, ” vi er vant til overkommeligt stål. Vi kan ikke bruge nogen af den nyfangede kulfiber, medmindre den er superbillig! Men hvis du får prisen ned til $5 / lb — oh boy! at ville være noget! Kør nu videre ….”

og så skete der en sjov ting: kulfiber blev billigere. Hvor billigt? Det er svært at sige. Kulfiberproducenter offentliggør ikke deres priser, men nogle afslappede forespørgsler afslørede, at 50K-slæb, kulfiber i industriel kvalitet kan erhverves fra en eller flere leverandører for så lidt som $7-$8/lb (15,4-17,6/kg). Dette er ikke $5/lb (endnu), men det er heller ikke $12 eller $15 / lb. Og i betragtning af denne nedadgående bane, plus den igangværende forskning i billige kulfiber på Oak Ridge National Laboratory (ORNL, Oak Ridge, TN, US), er det ikke urimeligt at tro, at denne berygtede tærskel kan blive overtrådt snart. Og så, oh boy!

måske.

sandheden om $5 / lb sandheden er imidlertid mere kompleks, end den ser ud til. Den sande sandhed er, at selv om kulfiber blev tilbudt bilproducenter for $0/lb, ville dets anvendelse i højvolumen bilstrukturer ikke være en forudgående konklusion. Dette skyldes, at $ 5 / lb-linjen i sandet kommer med en lignende udfordring, der i sidste ende vil bestemme skæbnen for kulfiber i bilindustrien: fremstillbarhed.

den virkelige akilleshæl af fremstilling af kulfiberkompositter er, at det ikke er let — i det mindste ikke let, som metalstempling og plastindsprøjtestøbning er. Det er ikke let at designe, ikke let at simulere og ikke let at fremstille. Fremstilling af kulfiberkompositter betyder at klare et langt større antal variabler, som hver især skal forventes, måles og derefter kontrolleres. For at afslutte det er kompositter de eneste materialer i verden, der fremstilles på samme tid som de dele, de fremstiller.

Dette er ikke at sige, at det ikke bliver lettere, fordi det er. Og i bilindustrien, fremstilling af kulfiberstrukturer fokuserer på støbeprocesser, der efterligner ældre metalformningsprocesser: Kompressionsstøbning, sprøjtestøbning og harpiksoverførselsstøbning viser stort løfte om fremstilling af autokompositter med høj volumen, men for at aktivere værdien af den stadig mytiske $5/lb kulfiber skal de opfylde cyklustid for bilforsyningskæden, repeterbarhed, processtyring og affaldskrav. Det vigtigste er måske affald. Sammensatte dele, uanset hvor billig kulfiber bliver, vil altid have en relativt stor materialeomkostningsbyrde, og materialebrug skal derfor optimeres fuldt ud for at gøre kulfiber levedygtig.

så det virkelige spørgsmål for automotive OEM ‘ er er ikke, hvor billig vil du have din kulfiber til at være? Spørgsmålet er snarere, hvad er dit omkostningsmål pr. kg delvægt? Jeg venter på svaret fra det høje-eller dig. Email mig på [email protected] med dit “sande” nummer.

relateret indhold

• Fabrikationsmetoder (2015)

  der er adskillige metoder til fremstilling af sammensatte komponenter. Udvælgelse af en metode til en bestemt del afhænger derfor af materialerne, delens design og slutanvendelse eller anvendelse. Her er en guide til udvælgelse.

• materialer& processer: Fabrikationsmetoder

  der er adskillige metoder til fremstilling af kompositkomponenter. Udvælgelse af en metode til en bestemt del afhænger derfor af materialerne, delens design og slutanvendelse eller anvendelse. Her er en guide til udvælgelse.

• tager subjektivitet ud af klasse A Overfladeevaluering

  mod målet om mere konsistent, gentagelig og kvantificerbar klasse A overfladeanalyse udvikler og anvender bilproducenter og systemleverandører automatiserede overfladeinspektionsværktøjer.