Bạn đã biết gì về công nghệ sợi carbon trên xe hơi?

09/07/2016 Tư Vấn Kỹ Thuật No comments

Từ hàng thập kỷ nay, các hãng xe đều nuôi mơ ước được sử dụng chất liệu sợi carbon trong dây truyền sản xuất xe hơi của mình. Tuy nhiên với mức giá cao ngất trời và thời gian tạo ra một chi tiết bằng sợi carbon quá lâu khiến cho mơ ước đó chỉ có trong tưởng tượng.

Sợi carbon

Ít ai nghĩ sợi carbon (Carbon fiber – CF) được sáng chế vào năm 1879 bởi Thomas Edison và được coi là loại sợi tổng hợp cổ nhất của loài người, lại có giá trị lớn lao đến thế đối với sự phát triển khoa học kỹ thuật hiện đại. Ban đầu, nhà phát minh này đã sử dụng sợi carbon làm dây tóc của bóng đèn. Mặc dù lúc đó sợi sợi carbon không giống như sợi carbon ngày nay, nhưng chúng lại có sức chịu đựng đáng kể với nhiệt độ, điều này khiến cho sợi carbon trở thành ý tưởng không tồi cho các loại sợi dẫn điện.

Mô phỏng sợi carbon phóng to

Có tới hơn 90% sợi carbon được tạo thành từ những nguyên tố carbon, tất nhiên khối lượng nguyên tử của nguyên tố carbon nhẹ hơn nguyên tố kim loại.

Sợi carbon bền khi nó ít lẫn các nguyên tố khác và sắp xếp trật tự, nó có trọng lượng nhẹ hơn nhiều so với thép nhưng lại có độ bền lớn hơn nhiều so với thép. Ngoài ra, những lợi ích quan trọng của sợi carbon còn phải kể đến như sức khả năng chịu kéo giãn lớn, tính đàn hồi thấp. Chính những yếu tố này đã đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ cứng cho kết cấu hình nón ở mũi máy bay siêu âm.

Hình ảnh Những điều ít biết về công nghệ sợi carbon trên xe hơi số 2

Hình ảnh quen thuộc của sợi carbon

Sợi carbon trên thị trường thường có đường kính 7 – 10 μm được cấu tạo từ khoảng 30.000 sợi đơn. Các sợi đơn gồm những tấm graphit mỏng thẳng, xoắn hoặc cuộn vào nhau. Tính chất của sợi phụ thuộc vào sự định hướng của các tấm graphit đó.

Nói vậy không có nghĩa sợi carbon không có nhược điểm, sợi carbon dòn và có thể dẫn điện và tạo điều kiện cho quá trình ăn mòn điện hoá kim loại. Vì vậy, các các chi tiết làm từ sợi carbon thường có lớp vật liệu khác như nhựa tráng phủ bên ngoài.

Công nghệ sợi carbon trên xe hơi

Hiện tại, với một số công nghệ mới được phát triển thì mơ ước đưa sợi carbon trở thành nguyên liệu chủ yếu của nghành công nghiệp sản xuất ô tô sắp thành hiện thực. Từ nhiều năm qua, sợi carbon được sử dụng chủ yếu trên những siêu xe, xe đua nhằm mang lại trọng lượng nhẹ cũng như độ bền.

Bộ la-zăng được làm hoàn toàn từ sợi carbon sẽ nhẹ hơn khoảng 40-50%

Được biết, hầu hết những chi tiết được sản xuất bằng sợi carbon hiện nay đều được thực hiện trong lò hấp lớn với nhiệt độ và áp suất cao. Tuy nhiên để tạo ra một sản phẩm như mui xe cũng mất khoảng 90 phút. Trong khi đó, chỉ mất một phút để một chiếc ô tô lăn qua một khâu trong dây chuyền sản xuất. Vì vậy sợi carbon chủ yếu được trang bị trên những chiếc xe đắt tiền.

Để sợi carbon phổ biến hơn thì chúng phải được chế tạo nhanh chóng đáp ứng được tốc độ sản xuất hàng loạt của một dây chuyền sản xuất ô tô hiện nay. Vì vậy, sẽ chẳng có gì ngạc nhiên khi các hãng ôtô trên thế giới đang tìm cho mình một đối tác sản xuất sợi carbon. Ví dụ như Toyota, Subaru và Nissan đã thỏa thuận với công ty Toray của Nhật Bản, BMW thành lập một liên doanh với công ty SGL của Đức. BMW cũng “mạnh miệng” tuyên bố sẽ sản xuất chiếc i3 chạy điện hoàn toàn từ sợi carbon.