Articles

Autocomposieten en de mythe van $ 5/lb koolstofvezel

toen ik in September 2006 met deze baan begon, was een van de eerste “composieten waarheden” die me van hoogaf werden doorgegeven dit: koolstofvezel zal niet worden toegepast op autoconstructies met een groot volume totdat en tenzij de eenheidskosten van die koolstofvezel dalen tot of onder US$5/lb. En als je 10 composieten industrie veteranen vraagt wat de oorsprong van deze “waarheid” was, krijg je bijna zeker 10 verschillende antwoorden, variërend van de plausibele — “Ford Motor Co. zei het in een vergadering met materiële leveranciers in 1988 “- aan de fantastische – “Het was Richard Nixon’ s sterfbed proclamatie.”(OK, Ik heb die tweede gemaakt, maar je begrijpt het punt.)

hoe dan ook, ongeacht de ontstaansgeschiedenis van deze verklaring, is het zo vaak herhaald in de daaropvolgende jaren dat het de fineer en het polijsten van feiten heeft aangenomen, vaak eruit getrokken en erop gewezen door auto-OEM ‘ s wanneer de composietindustrie een beetje arrogant wordt over het maken van auto-inroads. En dan worden we beleefd herinnerd aan onze plaats in de voedselketen van materialen: “Denk eraan, kleine jongen,” zeggen de OEM ‘s,” we zijn gewend aan betaalbaar staal. We kunnen niets van die nieuwe koolstofvezel gebruiken tenzij het super goedkoop is! Maar als je de prijs naar $5/lb — Oh boy! dat zou iets zijn! En nu wegwezen ….”

en toen gebeurde er iets grappigs: koolstofvezel werd goedkoper. Hoe goedkoop? Dat is moeilijk te zeggen. Koolstofvezel fabrikanten niet publiceren hun prijzen, maar sommige toevallige vragen bleek dat 50K tow, industriële kwaliteit koolstofvezel kan worden gekocht van een of meer leveranciers voor zo weinig als $7-$8/lb (€15,4-€17,6/kg). Dit is niet $5/lb (nog), maar het is ook niet $12 of $15/lb. En gezien dit neerwaartse traject, plus het lopende onderzoek naar goedkope koolstofvezel bij Oak Ridge National Laboratory (ORNL, Oak Ridge, TN, US), Is het niet onredelijk om te denken dat deze beruchte drempel binnenkort wordt overschreden. En dan, Oh boy!

misschien.

de waarheid van de $ 5/lb-waarheid is echter complexer dan het lijkt. De ware waarheid is dat zelfs als koolstofvezel werden aangeboden aan autofabrikanten voor $ 0 / lb, het gebruik ervan in high-volume automotive structuren zou niet een uitgemaakte zaak. Dit komt omdat de $ 5/lb Lijn in het zand wordt geleverd met een soortgelijke uitdaging die, uiteindelijk, zal het lot van koolstofvezel in de auto te bepalen: maakbaarheid.

de echte achilleshiel van de productie van koolstofvezel composieten is dat het niet gemakkelijk is — althans niet gemakkelijk zoals metaal stempelen en plastic spuitgieten zijn. Het is niet gemakkelijk te ontwerpen, niet gemakkelijk te simuleren en niet gemakkelijk te produceren. Koolstofvezel composieten productie betekent omgaan met een veel groter aantal variabelen, die elk moeten worden verwacht, gemeten en vervolgens gecontroleerd. Om het af te ronden, composieten zijn de enige materialen in de wereld die worden gemaakt op hetzelfde moment als de onderdelen die ze maken.

Dit wil niet zeggen dat het niet gemakkelijker wordt, omdat het wel zo is. En in de auto-industrie richt de fabricage van koolstofvezel structuren zich op het vormen van processen die oude metaalvormingsprocessen nabootsen: Compressie molding, injectie overmolding en hars overdracht molding tonen grote belofte voor high-volume autocomposieten productie, maar om de waarde van die nog steeds-mythische $5/lb koolstofvezel te activeren, moeten ze voldoen aan automotive supply chain cyclustijd, herhaalbaarheid, procescontrole en afvalvereisten. En hiervan kan het belangrijkste afval zijn. Composietdelen, ongeacht hoe goedkoop koolstofvezel wordt, zullen altijd een relatief grote materiële kostenlast hebben, dus materiaalgebruik moet volledig worden geoptimaliseerd om koolstofvezel levensvatbaar te maken.

dus, de echte vraag voor auto-OEM ‘ s is niet, hoe goedkoop wilt u uw koolstofvezel te zijn? In plaats daarvan is de vraag: Wat is uw kostendoelstelling per kilogram onderdeelgewicht? Ik wacht op het antwoord van bovenaf — of Van U. E-mail mij op [email protected] met je ‘ware’ nummer.

gerelateerd gehalte

  • Fabrication methods (2015)

    Er zijn tal van methoden voor het vervaardigen van samengestelde componenten. De selectie van een methode voor een bepaald onderdeel hangt daarom af van de materialen, het ontwerp van het onderdeel en het eindgebruik of de toepassing. Hier is een gids voor selectie.

  • materialen & processen: fabricagemethoden

    Er zijn talrijke methoden voor het vervaardigen van samengestelde componenten. De selectie van een methode voor een bepaald onderdeel hangt daarom af van de materialen, het ontwerp van het onderdeel en het eindgebruik of de toepassing. Hier is een gids voor selectie.

  • om subjectiviteit uit de oppervlakte-evaluatie van Klasse A te halen

    met het oog op een consistentere, herhaalbare en kwantificeerbare oppervlakte-analyse van Klasse A ontwikkelen autofabrikanten en leveranciers van systemen geautomatiseerde instrumenten voor oppervlakte-inspectie.