從寶馬7系看碳纖維復合材料汽車部件的連接 zund G3 M-2500-Styrofoam台中雷射切割雕刻代工－宋柏青焦點新聞熱搜

寶馬汽車是碳纖維復合材料應用的典范，寶馬i系列和7系是碳纖維應用的典范。

寶馬7系是寶馬的主流車型，寶馬7系共16個部件，如加固車頂橫梁結構以及B柱和C柱、底部側圍、中央通道和后部支撐等，使用碳纖維復合材料，使用4種工藝技術成型。

寶馬7系不再追求碳纖維的視覺效應，從外觀已經看不到碳纖維，而是體現碳纖維的本質特性。特別是其CarbonCore技術，使用了金屬/碳混合結構。

該結構設計，是把碳纖維復合材料包在金屬的材料中間，形成了一個三明治的結構，既保證足夠的強度和輕度，也保證了足夠的韌性。因為碳纖維復合材料非常的強不僅可以用在車身結構強度要求最高的B柱，還可以運用在車輛重要的縱梁上。

其他部位的碳纖維加強：

從上面描述可以看出，碳纖維復合材料汽車部件應用的部位不同，就要涉及不同材料之間的連接，如復材與復材、復材與金屬等，而對于性能要求的不同，連接方式有粘接、鉚接、鉚接等。

寶馬7系碳纖維復合材料部件得連接方法

復材與復材的連接好辦，而碳纖維復合材料和金屬的不同連接，需要考慮到電化學腐蝕和兩者的熱膨脹系數。

兩種不同的金屬連接時，例如鋼或鋁合金存在很大的電勢差，再加上有電解質存在，即會產生電化學腐蝕，這種電解質很就是附著了空氣中的水汽。碳纖維雖然不是金屬，但是也是導體，和金屬存在就會產生電勢差，就有電化學腐蝕的風險。因此在異種材料粘接時，需要保證結構膠具備一定的膠層厚度，這樣可以有效的兩種材料，避免電化學腐蝕。（筆者以前研究膠結時，為了控制膠層得厚度，曾經嘗試在其中加入不同粒徑得填料，可以有比較好的效果）

對于復合材料與金屬零件的膠結，因為不同種材料具有不同的熱膨脹系數，所以結構膠要具有良好的韌性，避免在材料熱脹冷縮的過程中，不同材料產生的應力而失效。

寶馬公司研究發現，通過增加結構膠的厚度，我們可以實現更好的伸縮補償量，更高的斷裂延伸率，但是粘接強度會有所降低，同時會增加結構膠使用量進而增加成本。

在上述思想指導下，寶馬提出了金屬和CFRP之間連接的名為“swimming”的概念，通過增加結構膠的厚度，來提高粘接韌性，同時利用物理的鉚接增加連接強度。

寶馬為了解決碳纖維在汽車上的批量化應用，進行了很多的細節研究，當這些問題解決后，又正對碳纖維復合材料汽車零部件的特點，開了專用的汽車裝配生產線。

最后讓我們感受一下，什么是真正的碳纖維復合材料在汽車上的現代化應用：

寶馬碳纖維汽車部件的生產：

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

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鋁板及發泡材質切割：

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割：

厚度為2mm的皮革材料，影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料：

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
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蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料，使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

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