零百加速2.1秒、最高時速322km/h,在11月剛結束的進博會上,號稱“地表最強電動車”的特斯拉Model S Plaid憑借優異的性能吸睛無數。
特斯拉Model S Plaid
受限于電機轉速,即便是近200萬元的保時捷Taycan Turbo S,最高時速也僅停留在了260km/h。特斯拉Model S Plaid的秘訣在于三臺高轉電機采用了首創的碳纖維套筒轉子,電機最高轉速可達2萬轉。
突破“電動車極速不快”魔咒
碳纖維套避免轉子膨脹變形
決定電動車極速的關鍵因素之一是電機的轉速。電機轉速越高,車輛的行駛速度就可以越快。但是轉子的速度太快,可能會導致電動機的損毀。所以以往的電動車會給人高速之后后勁不夠的感覺。
針對這一難點,特斯拉在轉子外層加入了一個碳纖維套,構成了碳纖維套筒電機。碳纖維的作用有兩個,一是能有效減少轉子溫度,轉子溫度很大一部分來自定子,碳纖維能有效減少熱傳導,可以減少磁鋼退磁風險的同時減少高轉速下的離心變形;第二個,增加轉子磁通量,在同等輸入電流下,電機轉速增加、做功變大、效率提高。
特斯拉電機
加入碳纖維套筒之后,轉子轉速上升的同時,風險也在可控范圍之內,電動機性能也就有了明顯的性能提升。但使用碳纖維材質來束縛轉子,從生產工藝上來講要求非常高。
加工導致不合格概率>60%
碳纖維復合材料系“刀具殺手”?
碳纖維增強基復合材料簡稱CFRP,是復合材料領域的集大成之作,被譽為“21世紀的新材料之王”。
碳纖維復合材料與傳統材料不同,碳纖維復合材料強度高、硬度高,屬于難切削加工的材料。碳纖維的高硬度會加快刀具的磨損,降低其使用壽命,并且由于其具有各向異性、層間的強度較低,在切削加工的時候容易導致出現產品缺陷。據相關統計表明,由于切削加工過程中導致產品不合格的概率要占60%以上。
在碳纖維復合材料切削加工的過程中,經常出現的缺陷有以下三種↓
孔出口缺陷:碳纖維制品在加工時最常見、最直觀的缺陷之一,一般認為是撕裂和毛邊兩種
分層:在進行鉆孔的過程中,鉆削力和鉆削熱往往造成碳纖維復合材料出現分層現象
刀具磨損:碳纖維復合材料硬度大,與高速鋼差不多,如果采用普通的高速鋼鉆頭對其進行加工,大概鉆3-4個孔就會變鈍
2022年產量可達57.09萬噸
一線刀具品牌提前布局
作為新材料產業,CFRP具有不容忽視的發展潛力,已廣泛應用于汽車、軌道交通、航空航天、醫療、風電等領域。預計2022年,中國碳基復合材料產量可達57.09萬噸。風口已至,國內外一線刀具品牌提前布局,推出產品攻克CFRP“磨損刀具”等一系列加工難點。
肯納新推出的整體合金立銑刀是專門針對C1類材料(復合材料)單一復合材料開發的。對于CFRP與鋁合金和或鈦合金及不銹鋼的多層復合材料也可以加工。
CFRP立銑刀
刀具采用交叉切削刃結構,采用鋒利前角結構設計,并增設金剛石涂層材料,具有切削力低,切削熱小等特點,在保證較高加工效率的前提下,可保證工件加工表面的獲得極好的加工質量,同時獨特的硬質合金基材加金剛石涂層使刀具就有良好的刀具壽命。
Corodrill 863.1-OS刀具
863系列刀具采用鋒利的切削刃設計,同時又在刀具高應力集中的部位采用了獨特的微磨技術,使得刀具更加耐磨和鋒利。在刀具外側使用特殊角度設計,使得刀具工作時沖擊力減小,減少分層和磨損。雙刃帶的設計提高了制孔的精度和穩定性。
YG-1公司作為一家與航天航空行業OEM有著緊密合作的刀具制造商之一,保持著與加工復合材料,碳纖維復合材料件的一級,二級,和三級供應商的緊密合作。一起開發了在該領域應用的頂級產品,為航天航空業的發展添磚加瓦。
金剛石涂層硬質合金刀具JC880
適用于加工碳纖維增強復合材料、玻璃纖維增強復合材料以及高硅鋁合金,同時適合加工熱固性和熱塑性復合材料,也適合加工夾芯復合材料的加工。可以用于側銑、開槽等多種加工應用。