الیاف کربن که با نام کربن فیبر در بازار رایج‌تر می‌باشد، ماده‌ای است که بسیار مورد توجه صنعت خودرو در دهه‌های اخیر قرار گرفته است. در واقع علت رایج شدن کربن فیبر در خودرو سازی این است که ویژگی‌های بینظیرش در راستای اهداف این صنعت می‌باشد. در این مقاله به بررسی کربن فیبر در خوردو ها؛ چرا این ماده در صنعت خودروسازی اهمیت دارد؟ میپردازیم.
تا انتهای این مطلب با اکستریم مگ همراه باشید.
کاربرد کربن فیبر در صنعت خودرو
کربن فیبر، الیافی با درصد بالای کربن است که به دلیل وزن کم، استحکام و انعطاف‌پذیری بالا، به ماده‌ای ایده‌آل برای کاربرد در صنایع مختلف از جمله خودروسازی تبدیل شده است. این الیاف نازک‌تر از موی انسان و مستحکم‌تر از فولاد هستند. دارا بودن چنین ویژگی‌های فوق‌العاده‌ای موجب میشود که این ماده جایگاه ویژه‌ای بین سازندگان و تولیدکنندگانِ خودرو پیدا کند.
برای اطلاعات بیشتر: می‌توانید مقاله چگونه از تجمع کربن و دوده در موتور خودرو جلوگیری کنیم؟ را نیز بخوانید.
مزایای استفاده از کربن فیبر در صنعت خودرو
با توجه به این‌که استفاده از فیبر کربن در خودروسازی، به ارتقای کارایی، بهبود کاربری و بهینه‌تر شدن عملکرد کلی خودرو می‌انجامد، در این بخش به بررسی نقش فیبر کربن در توسعه‌ی صنعت خودروسازی و دست یافتن به اهداف این صنعت میپردازیم.
کاهش وزن خودرو
همانطور که اشاره کردیم، به دلیل وزن کم این ماده، جایگزین کردن قطعات ساخته شده از فولاد یا آلومینیوم با قطعات فیبر کربنی نقش به‌سزایی در کاهش وزن کلی خودرو دارد.
کاهش مصرف سوخت و حفظ محیط زیست
کاهش وزن خودرو به بهبود مصرف سوخت و افزایش بهره‌وری انرژی خودرو می‌کند و در نهایت منجر به کاهش تولید آلاینده‌های محیط زیستی خواهد شد.
افزایش استحکام و ایمنی خودرو
استفاده از کربن فیبر در ساخت قطعات خودرو به دلیل استحکام و جذب انرژیِ ضربه‌ی بالایی که دارند، موجب افزایش مقاومت خودرو در برابر ضربه و فشار میشود. در نتیجه ایمنی سرنشینان در تصادفات احتمالی نیز افزایش می‌یابد.
انعطاف‌پذیری در طراحی و بهبود آیرودینامیک خودرو
خاصیت شکل‌پذیری و انعطاف بالای الیاف کربن، طراحان خودرو را قادر می‌سازد تا قطعاتی با جذابیت بصری بیشتر و آیرودینامیک بهینه تولید کنند.
دوام و پایداری قطعات خودرو
الیاف کربن از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردارند، این ویژگی باعث میشود قطعات ساخته شده از این ماده نیز در برابر خوردگی و فرسودگی مقاومت بسیار خوبی از خود نشان دهند و در نتیجه طول عمر قطعات فیبر کربنی خودرو افزایش می‌یابد.
کاربرد کربن فیبر در بخش‌های مختلف خودرو و مزیت‌های آن
این الیاف را می‌توان برای ساختن بسیاری از قسمت‌های خودرو استفاده کرد، برخی از مهم‌ترین بخش‌های خودرو که با فیبر کربن ساخته می‌شوند به همراه مزیت‌هایی که ایجاد می‌کنند عبارتند از:
شاسی خودرو
استفاده از کربن فیبر در ساخت شاسی خودرو، منجر به افزایش استحکام و ایمنی تحت تنش‌های مکانیکی خواهد شد.
اجزای داخلی خودرو
از این ماده نیز برای ساخت اجزای داخلی نظیر داشبورد، کنسول وسط، غربیلک فرمان، دسته دنده، آستر درها و قطعات تزئینی دیگر استفاده میشود. این امر موجب افزایش دوام این قطعات میشود و همچنین به فضای داخلی خودرو ظاهری لوکس و اسپرت می‌بخشد.
بدنه خودرو
استفاده از این ماده در ساخت قطعات بدنه خودرو نظیر سقف، سپر، کاپوت و گلگیر و غیره، باعث میشود تا علاوه بر افزایش استحکام، خطوط طراحی خودرو با دقت و ظرافت بیشتری شکل بگیرند.
قطعات باتری‌های ولتاژ بالا
علت استفاده از کربن فیبر در ساخت باتری‌های ولتاژ بالای خودروهای الکتریکی، ایجاد مقاومت در برابر آتش، کنترل حرارتی و محافظت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی می‌باشد.
چرخ‌ها
برای بهبود هندلینگ و تجربه رانندگی، کاهش صدای جاده و شتاب سریع‌تر، از چرخ‌های تقویت شونده با کربن فیبر استفاده میشود.
لنت ترمز
ویژگی‌هایی چون صرفه جویی در مصرف سوخت، تحمل شوک حرارتی بیشتر، نرخ سایش پایین، کاهش صدای ترمز و مقاومت در برابر خوردگی از جمله مزیت‌هایی است که استفاده از الیاف کربن در ساخت لنت ترمز خودروها ایجاد می‌کند.
چالش‌های استفاده از کربن فیبر در صنعت خودرو
با وجود مزایای فراوان، استفاده از فیبر کربن در صنعت خودرو با برخی چالش‌ها نیز همراه است. از مهم‌ترین این چالش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- هزینه بالای تولید و در نتیجه بالا بودن قیمت نهایی قطعات فیبر کربنی
2- دشواریِ تعمیر قطعات فیبر کربنی در صورت آسیب‌دیدگی و نیاز به تخصص و ابزار خاص
3- فرآیند بازیافت پیچیده و پرهزینه قطعات فیبر کربن
آینده الیاف کربن در صنعت خودرو
امروزه با افزایش انتظارات مصرف کنندگان و پیشرفت صنعت خودروسازی، فیبر کربن به‌دلیل برخورداری از مزایای قابل توجه خود جایگاه ویژه‌ای را در این صنعت به خود اختصاص میدهد. لذا به طور کلی انتظار می‌رود، استفاده از الیاف کربن در صنعت خودرو در سال‌های آینده با رشد قابل توجهی همراه باشد. چرا که این ماده می‌تواند نقش مهمی در دستیابی به خودروهای سبک‌تر، کم‌مصرف‌تر و ایمن‌تر ایفا کند.
