目前,汽車檢具中應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料的案例比較多,特別是對前風(fēng)窗框,車門框,行李箱框等便攜手持式檢具而言,檢具的自重越輕越好,例如,前擋風(fēng)開口檢具,過去以鋁管骨架加上樹脂模擬塊,這樣一個檢具重量約為30KG,但是由于鋁管的強度有限,一旦使用評率過高,鋁管骨架會產(chǎn)生不同程度的變形,從而導(dǎo)致檢具精度存在偏差,使用碳纖維復(fù)合材料制作這種檢具,總重量僅為10-15KG,而且使用壽命長,能有效保證檢具的測試精度,一些大型汽車廠商對于利用碳纖維材料減輕自重這一方面也相當(dāng)重視,例如上海通用一直積極地對檢具本身的材料進行優(yōu)化升級,從最初的618車型的前后燈樹脂開口檢具,發(fā)展到E12全碳素的前后風(fēng)擋開口檢具,目前正從碳纖維骨架加樹脂模擬塊向全碳纖維一體式檢具發(fā)展。
碳纖維復(fù)合材料在不同類型的汽車夾具中的應(yīng)用程度不同,實現(xiàn)的輕量化效果也不同,但實際應(yīng)用效果還是很令人滿意的,例如,一種碳纖維汽車車燈的檢具,該檢具使用與汽車車燈外形一致的碳纖維本體,該碳纖維本體靠近汽車車燈的一側(cè)面上設(shè)有定位模塊,剛性定位模塊處設(shè)有螺紋套,其中,作為檢具本體的碳纖維材料只需要5mm厚度就可以滿足強度要求,質(zhì)量輕,變形量小,同時可以模擬整個車燈型面,外觀也比較好。
碳纖維的應(yīng)用障礙
汽車檢具種類繁多,針對各個品牌不同車型的設(shè)計也存在較大的差異和個性化,在實際操作中,笨重是檢具的通病,通過使用碳纖維復(fù)合材料管材,板材及結(jié)構(gòu)件代替結(jié)構(gòu)鋼部分,能極大地減輕檢具的重量,避免薄壁零件易受壓變形,并且進一步提高測量的精度,但從現(xiàn)階段的市場開發(fā)和應(yīng)用情況看,碳纖維汽車檢具的存在問題也是很明顯的
一 是要明確碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用目的,汽車檢具本身的設(shè)計就相當(dāng)復(fù)雜,實現(xiàn)碳纖維檢具的一體化對碳纖維復(fù)合材料的成型工藝來說,不僅在技術(shù)上是巨大的挑戰(zhàn),也會很大程度地推高應(yīng)用成本,反而會阻礙碳纖維材料在檢具中的應(yīng)用,檢具開發(fā)者可以通過使用碳纖維復(fù)合材料代替檢具中的橫梁,支架等非定位件普通的鋼類結(jié)構(gòu)件,就能達(dá)到減輕重量的目的,這樣,在成本上也能得到相應(yīng)的控制。
二 是在使用碳纖維復(fù)合材料替代金屬材料結(jié)構(gòu)件的過程中,要重視碳纖維復(fù)合材料與檢具整體的粘接,簡單地說,碳纖維結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn),牢固粘接時整個檢具的質(zhì)量關(guān)鍵,這不僅需要高強度的環(huán)氧樹脂保證粘接強度,還需要精加工環(huán)節(jié)增強界面粘接質(zhì)量,除此之外,后期數(shù)控加工時決定整個檢具精度的重要環(huán)節(jié),專業(yè)的刀具和表面處理方式對檢具的精度以及表面的質(zhì)量的影響都很大。
總之,使用碳纖維復(fù)合材料制作對汽車檢具的輕量化效果是毋庸置疑的,但是如何使用才能既保證可行性成本又實現(xiàn)輕便化操作的目的,碳纖維復(fù)合材料在汽車檢具中的應(yīng)用是必然的趨勢,但是要跨越障礙還需努力。