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古河电气发力CNF复合材料,汽车轻量化又进一步

来源:荣格 发布时间:2017-07-18 491
塑料橡胶原料及混合物添加剂及母粒化工增强塑料电子芯片电子芯片设计/电子设计自动化(EDA)设计/电子设计自动化(IP类软件)
古河电气工业株式会社研发了一项新的制造技术,旨在降低CNF增强复合材料(强化树脂)的生产成本,公司计划于2024年将该项新制造技术投入应用,量产CNF复合材料产品并推销给各大车企,在实现汽车轻量化的同时,提升其经济性及环保性。
据外媒报道,产品涉及信息通信、汽车、电子产品、能源、建筑、材料等多个领域的大型跨国公司古河电气工业株式会社(下文简称:“古河电工”,Furukawa Electric)研发了一项新的制造技术,旨在将纤维素纳米纤维(cellulose nanofiber-reinforced,CNF)增强复合材料(强化树脂)的生产成本降至当前成本的十分之一,使CNF复合材料转变为公司的新收入动因。公司计划于2024年将该项新制造技术投入应用,量产CNF复合材料产品并推销给各大车企,在实现汽车轻量化的同时,提升其经济性及环保性。
 
纤维素纳米纤维(CNF)是通过分解造纸原料——纸浆(植物纤维)制成的直径仅为3~4纳米的纤维,目前最被看好的用途是住宅等建材、汽车内饰材料、轮胎等使用的塑料和橡胶等合成树脂的加固材料,通过在塑料和橡胶中混合CNF,提高强度并且减轻重量。与现在作为加固材料的碳纤维和玻璃纤维相比,CNF具有可以实现透明的优点,在废弃焚烧时,不像玻璃纤维那样会留下残渣。此外,与不可再生的石油等原料不同的是,作为纸浆原料的树木、秸秆可以种植,在未来枯竭的可能性很小,这也是CNF的一大特点。
 
纳米纤维素特性及适用领域
 
 
 
 
 
而CNF复合材料则由纤维素纳米纤维与树脂混合而成,该材料具有轻量性(重量仅为铁的五分之一)、高硬度(硬度可达铁的3-5倍)的特点。目前,市面上的许多碳纤维强化复合材料是从石油中提炼而成,尽管其质地也很轻盈且坚固耐用,但与CNF强化复合材料相比较,前者的再循环利用却并非易事。但目前CNF复合材料的研发在很大程度上仅限于造纸行业,后者需采用复杂的工艺才能实现该产品的生产,由于工艺繁琐,导致其制造成本高达90美元/千克,成本居高不下始终成为阻碍该项技术推广应用的一大障碍。
 
而据盖世汽车报道,古河电工凭借其研发的新技术,将CNF强化复合材料的制造成本降至近3.5美元/千克。该公司采用单步法工艺(single-step),将纸浆、树脂与添加剂一起放入挤出机(extruder),且CNF复合材料与线缆制造采用了同款树脂加工技术。除生产成本低以外,运用该制造工艺,古河电工还能生产一款拥有粘合属性的CNF复合物,只需在高温下进行按压,就能使CNF复合材料与金属黏连,无需再使用其他的粘合剂或螺钉。
 
古河电工旨在推动该材料在汽车内饰、电子元器件及汽车外板上的应用。若能成功取代玻璃纤维复合材料,该产品的市值将达到4000亿日元(约合35亿美元)。未来,古河电工可能会进一步推动该材料的应用,旨在用该材料替代铁、铝,涉足车身零部件领域。
 
古河电工的业务基于电气及电子设备,涉及线缆、电信基础设施,但在(截止于2017年3月末的)上财年内,古河电工的销售额高达8443亿日元(约合74.4亿美元),其中近四分之一来自于汽车行业。古河电工旨在将CNF复合材料作为汽车业务的一项新财源,与电机的电线束(wire harnesses)及绕组线(winding wire)业务相辅相成。
 
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