隨著全球?qū)Α半p碳”目標(biāo)的推進(jìn)，交通運輸業(yè)的輕量化就顯得格外重要。尤其汽車輕量化，是目前全球討論的熱點話題。而汽車零部件的輕量化是一項馬拉松式的努力，復(fù)合材料對零部件的多樣化應(yīng)用和運行條件并不陌生。內(nèi)飾部件可能代表了當(dāng)前汽車產(chǎn)品中最大的復(fù)合材料集合。然而，作為一個行業(yè)，我們必須銘記并同時向前看——許多汽車內(nèi)飾部件曾經(jīng)由不同材料制成，我們也期冀行業(yè)中出現(xiàn)下一個革命性應(yīng)用。

新興應(yīng)用

伴隨儲能設(shè)備其市場多樣性和材料的變化，復(fù)合材料已經(jīng)顯示出其特殊的優(yōu)勢。聚合物基復(fù)合材料在內(nèi)燃機和電動電池汽車中的應(yīng)用都有增長機會，最近在FRP 燃料箱和管線以及由片狀成型復(fù)合材料 (SMC) 制成的電池組蓋的應(yīng)用均證明了這一點。但機遇也伴隨著挑戰(zhàn)。

在某些情況下,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)為客戶提供了眼前一亮的機遇。在其它情況下，復(fù)合材料的優(yōu)異性能使整個業(yè)務(wù)案例成為可能，例如壓縮天然氣 (CNG) 和儲氫罐。

雖然一些地區(qū)已經(jīng)開始采用 CNG 汽車，因為其碳補償和性價比使其在經(jīng)濟上可行，但該技術(shù)并未在我們的汽車行業(yè)前景中占據(jù)多數(shù)份額。例如，在印度和俄克拉荷馬州，CNG 泵站非常方便，足以使燃料決策正常化，但這種燃料的市場基本上停滯不前。最簡單的理由來自于燃料系統(tǒng)組件的生產(chǎn)成本。儲罐在車輛的使用壽命之前就到期了，特別是在輕型或中型商用車輛中，這會導(dǎo)致車輛報廢而不是維護(hù)。

然而，一種高層次的經(jīng)濟學(xué)觀點為抑制儲罐發(fā)展提供了一個直截了當(dāng)?shù)睦碛桑喝绻环N技術(shù)和制造方法在更高價位的市場（比如航空航天或賽車等）中沒有立足之地，且如果沒有涉及到顛覆性技術(shù)的重大改進(jìn)，它就不會被大規(guī)模采用。制造業(yè)發(fā)展成本高昂，而且很大程度上由這些高端市場提供補貼。

這在很大程度上說明了汽車的本質(zhì)，即作為多個行業(yè)重疊的技術(shù)連接點，市場時機至關(guān)重要，乘用車既是技術(shù)趨勢的先驅(qū)者也是采用者。如今，觸屏顯示器和菲利普頭螺釘在當(dāng)今銷售的各種設(shè)備中隨處可見，而且早在其他行業(yè)采用這些解決方案之前，它們就已經(jīng)扎根于汽車行業(yè)。與這兩個例子相反的是，碳纖維和渦輪增壓器等技術(shù)在汽車內(nèi)部采用之前，在很大程度上是在汽車外部發(fā)展起來的。這些產(chǎn)品的每一個例子都有一個特定的途徑來實現(xiàn)經(jīng)濟增長和在市場中有一個特定的立足點。

按需求調(diào)整材料

當(dāng)我們著眼于復(fù)合材料在汽車車身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用時，它與其他技術(shù)的相似之處揭示了一個前景，即材料的競爭可以決定在哪里采用最佳的解決方案。當(dāng)你打破這些競爭條件邊界時，就會出現(xiàn)顛覆。成本優(yōu)勢、材料性能甚至可成形性都可以使產(chǎn)品達(dá)到一個新的水平，但材料與功能工程需求的一致性是關(guān)鍵。

在車身內(nèi)部，車身后蓋正迅速轉(zhuǎn)向 GFRP 復(fù)合材料，不僅可以減輕重量，還可以在裝配廠層面實現(xiàn)而此效益（見圖 2）。

后蓋和電池外殼等增長領(lǐng)域似乎很容易成為近期制造的機會，但復(fù)合材料的威力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這一短期沖刺。在增強纖維類型、交聯(lián)樹脂、拉擠成型和更高水平的電氣絕緣等方面的創(chuàng)新都是中期突破常規(guī)技術(shù)的優(yōu)秀例子，這些技術(shù)將挑戰(zhàn)目前用于大批量客運車輛的機械和電氣設(shè)備的現(xiàn)狀。陶瓷工業(yè)在火花塞制造過程中的歷史是當(dāng)今復(fù)合材料工業(yè)所面臨的機遇的歷史對照之一。

復(fù)合材料可以利用來自航空航天制造的廢棄碳纖維，并采用比大多數(shù)鋁合金更高的耐溫性能。根據(jù)樹脂選擇和纖維增強的不同，復(fù)合材料可能是唯一一種能夠通過隔離碳排放來實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的材料，成為唯一可用于組件施工的碳負(fù)基板。

材料性能的技術(shù)能力成分存在于復(fù)合材料市場的許多領(lǐng)域，但真正的挑戰(zhàn)還在前方：以可重復(fù)的過程，以與工程、維護(hù)和組裝理念相吻合的簡單方式，大量制造組件。