บล็อก

การวิเคราะห์ล้อคาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบาสำหรับพลังงานใหม่
ยานพาหนะ

ยานพาหนะพลังงานใหม่ ไฟล้อคาร์บอนไฟเบอร์ น้ำหนักเบา
การวิเคราะห์

2023-07-11 06:59:49

บทนำ
ยานพาหนะพลังงานใหม่กำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่ยานพาหนะที่ใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม
รถยนต์ไฟฟ้า. ช่วงของรถยนต์ไฟฟ้าได้กลายเป็น
อุปสรรคสำคัญที่สุดในการพัฒนา ทำให้การลดน้ำหนัก
โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความสำคัญ

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและ
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน, อุตสาหกรรมรถยนต์ระดับโลกกำลังแสวงหา
โซลูชันการลดน้ำหนักที่หลากหลาย ความจำเป็นในการลดน้ำหนัก
ในมวลที่ไม่ถูกยกขึ้นนั้นมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ และในฐานะที่เป็น
ส่วนประกอบสำคัญของมวลที่ไม่รองรับน้ำหนัก ล้อ
สำหรับสัดส่วนที่สำคัญของน้ำหนักรวมทั้งหมดของยานพาหนะ หนึ่ง
วิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดน้ำหนักคือการใช้คาร์บอน
ล้อใย. เมื่อต้นทุนวัตถุดิบและต้นทุนการผลิตลดลง,
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งเคยมีราคาแพงและใช้เฉพาะ
ในรุ่นหรูหราหรือรุ่นหรูหราพิเศษ กำลังค่อยๆ กลายเป็นมากขึ้น
เข้าถึงได้

รูปที่ 1: ล้อไฟเบอร์คาร์บอน

โอกาสทางการประยุกต์ใช้ของ CFRP ในอุตสาหกรรมยานยนต์
คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเบา แข็งแรงสูง และมีโมดูลัสสูง
วัสดุเส้นใย มีความหนาแน่นต่ำกว่าโลหะแต่มีน้ำหนักมากกว่า 16 เท่า
แข็งแกร่งกว่าเหล็ก. โมดูลัสของยังของมันสูงกว่า 2-3 เท่า
มากกว่าเส้นใยแก้วแบบดั้งเดิม ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่น
ของเส้นใย

โดยทั่วไป ล้อแม็กอลูมิเนียมมีน้ำหนักประมาณ 15 กิโลกรัม
ในขณะที่ล้อคาร์บอนไฟเบอร์สามารถลดน้ำหนักลงเหลือ 8 กิโลกรัม
ทำให้ล้อคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเครื่องมือลดน้ำหนักที่แท้จริง

เนื่องจากคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงสูงของคาร์บอน
เส้นใยเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมเสมอมาสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์
การผลิต นอกเหนือจากการใช้งานกับล้อแล้ว คาร์บอนไฟเบอร์
ยังใช้ในระบบขับเคลื่อนของยานยนต์, สปริงแบบแหนบ, โครงสร้าง,
และร่างกาย ให้มีความแข็งแรงและความแข็งเพียงพอในขณะที่
ลดน้ำหนักและการใช้พลังงานของยานพาหนะ
ตามรายงาน "ตลาดคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับยานยนต์ปี 2021"
รายงานการวิจัย" ที่เผยแพร่โดย MarketaaWatch, ระดับโลก
ขนาดตลาดคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับยานยนต์มีมูลค่าเกือบ 1.6 ล้านล้านบาท
ล้านในปี 2020 จากปี 2021 ถึง 2027 อุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก
ตลาดคาร์บอนไฟเบอร์คาดว่าจะรักษาอัตราการเติบโตแบบ
อัตราการเติบโตประจำปีที่มากกว่า 5%

การประยุกต์ใช้วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์ไม่ใช่
เพียงเพื่อลดน้ำหนักและลดการใช้พลังงานเท่านั้น
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพความปลอดภัยของยานพาหนะ เมื่อเปรียบเทียบกับ
ล้อแม็กอลูมิเนียมแบบดั้งเดิม, ล้อคาร์บอนไฟเบอร์คือ
เบากว่า แข็งแรงกว่า ปราศจากความล้าของโลหะ และอย่างมีนัยสำคัญ
ลดเสียงรบกวน ตลาดล้อคาร์บอนไฟเบอร์ในประเทศจีนมี
มีศักยภาพมหาศาล แต่การนำมาใช้ในวงกว้างของคาร์บอนไฟเบอร์
ล้อขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านต้นทุนเป็นหลัก

รูปที่ 2: การคาดการณ์ความต้องการของคาร์บอนไฟเบอร์ในอุตสาหกรรมรถยนต์
ภาคส่วน

ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและการผลิตในขนาดใหญ่
ของเทคโนโลยีการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์, ต้นทุนของคาร์บอน
เส้นใยกำลังลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป. คาร์บอนไฟเบอร์แบบดั้งเดิม
สารตั้งต้นทำมาจากโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) ดิบ
วัสดุซึ่งมีราคาแพงมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม การใช้
แอสฟัลต์, โพลีเอทิลีน และวัสดุอื่น ๆ เพื่อผลิต
ตัวนำหน้า, ต้นทุนของคาร์บอนไฟเบอร์สามารถลดลงได้มากกว่า
มากกว่า 30%. ตัวอย่างเช่น Carbon Revolution บริษัทจากออสเตรเลีย
บริษัท ผลิตล้อคาร์บอนไฟเบอร์โดยการเชื่อม
คาร์บอนไฟเบอร์ผสมเรซิน สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก และ
ลดต้นทุนของล้อคาร์บอนไฟเบอร์ให้อยู่ในระดับที่ใกล้เคียงกับ
ล้อแม็กอลูมิเนียม

รัฐบาลจีนได้ดำเนินนโยบายที่เกี่ยวข้องเพื่อ
ส่งเสริมการนำไปใช้อย่างแพร่หลายของที่ผลิตในประเทศ
คาร์บอนไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูง ในเดือนมีนาคม 2021, "ครั้งที่ 14
แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติห้าปี
"การพัฒนาและเป้าหมายระยะยาวสำหรับปี 2035" ได้รับการเผยแพร่
ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการเสริมสร้างการวิจัย
การพัฒนาและการประยุกต์ใช้เส้นใยประสิทธิภาพสูง เช่น
เช่นเดียวกับคาร์บอนไฟเบอร์และวัสดุผสมของพวกมัน ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ดี
สภาพแวดล้อมนโยบายเพื่อการพัฒนาเทคโนโลยีของ
อุตสาหกรรมคาร์บอนไฟเบอร์ในอนาคต

การพัฒนาของยานพาหนะพลังงานใหม่ไม่สามารถหยุดยั้งได้, และ
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์อาจกลายเป็นคุณสมบัติมาตรฐานในรถยนต์ใหม่
ยานพาหนะพลังงาน

การเปรียบเทียบระหว่างล้อ CFRP และล้อโลหะ:

นับตั้งแต่การประดิษฐ์รถยนต์ในปี 1886 ซึ่งมีประวัติศาสตร์
มากกว่า 100 ปี, ล้อรถยนต์ได้พัฒนาจาก
วัสดุไม้ไปจนถึงวัสดุโลหะสมัยใหม่. ที่พบได้บ่อย
วัสดุล้อที่ใช้ในรถยนต์สมัยใหม่ประกอบด้วยล้อเหล็ก
ล้อแม็กอลูมิเนียม, ล้อแม็กแมกนีเซียม, และในระยะหลัง
หลายปีที่ผ่านมา, ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ได้ปรากฏขึ้น, โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน
รถซูเปอร์คาร์

ล้อเหล็ก: ล้อเหล็กทำขึ้นจากเหล็กเป็นหลัก และประกอบด้วยวัสดุอื่น ๆ
โลหะเพื่อเพิ่มความเหนียว. พวกเขามีข้อได้เปรียบของ
ความเหนียวสูงกว่า, ความต้านทานแรงกระแทกยอดเยี่ยม, และความสามารถในการรับน้ำหนักที่ดี
ความสามารถในการรับน้ำหนัก. นอกจากนี้ พวกมันยังมีราคาถูก.
อย่างไรก็ตาม ล้อเหล็กมีข้อเสียบางประการ เช่น
ความไวต่อการเกิดสนิม การระบายความร้อนที่ไม่ดี น้ำหนักมาก และ
ข้อจำกัดในการเบรกและการควบคุมรถ

ล้อแม็กอลูมิเนียม: อะลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลักของ
ล้อแม็กอลูมิเนียมอัลลอยด์ พร้อมด้วยธาตุต่างๆ เช่น สารหนู
ซิลิคอน และแมกนีเซียม เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม
กระบวนการผลิตของล้อแม็กอลูมิเนียมมีความ
ซับซ้อนกว่าล้อเหล็ก โดยมีขั้นตอนการประมวลผลมากกว่า
ล้อแม็กอลูมิเนียมอัลลอยด์แสดงสมรรถนะโดยรวมที่สูงกว่าและ
การลดน้ำหนักอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากความหนาแน่นที่ต่ำกว่าของ
โลหะผสมอะลูมิเนียม, พวกมันให้การเร่งที่เร็วขึ้น, ความร้อนที่ดีขึ้น
การกระจายตัว และเหมาะสำหรับสภาพถนนในเมือง
อย่างไรก็ตาม ล้อแม็กอลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่า
ความแข็งแรง ความทนทานต่อแรงกระแทก และความทนทานต่อการล้า ทำให้
พวกเขาไม่เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น นอกถนน
เงื่อนไข

ล้อแม็กอัลลอยด์แมกนีเซียม-อะลูมิเนียม: เมื่อเปรียบเทียบกับอะลูมิเนียม
แมกนีเซียมมีความหนาแน่นต่ำกว่าและมีลักษณะคล้ายกับคาร์บอนไฟเบอร์
วัสดุผสม ล้อแม็กนีเซียม-อะลูมิเนียม
ประกอบด้วยแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบหลัก ร่วมกับ
อะลูมิเนียม, สังกะสี, แมงกานีส, และธาตุอื่น ๆ. พวกมันให้
ความยืดหยุ่นที่ดีขึ้น การระบายความร้อนที่รวดเร็วขึ้น และแรงกระแทกที่แข็งแกร่งขึ้น
ความสามารถในการดูดซับ. พวกเขาเป็นเวอร์ชันที่ได้รับการปรับปรุงของ
ล้อแม็กอลูมิเนียมในแง่ของความแข็งแรง. อย่างไรก็ตาม,
ล้อแม็กนีเซียม-อะลูมิเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดการออกซิเดชันและ
มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ

ล้อคาร์บอนไฟเบอร์: ล้อคาร์บอนไฟเบอร์เป็นล้อที่ค่อนข้างใหม่
ประเภทของล้อที่ปรากฏขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พวกมันมี
รูปลักษณ์สีดำบริสุทธิ์พร้อมพื้นผิวที่มีลวดลาย ให้ความรู้สึก
รูปลักษณ์ที่หรูหราและซับซ้อน ล้อคาร์บอนไฟเบอร์มอบ
ประสิทธิภาพทรงพลัง น้ำหนักเทียบเท่าแมกนีเซียม
ล้อ, ความเหนียวสูง, ความต้านทานแรงกระแทกยอดเยี่ยม, และ
การต้านทานการกัดกร่อนและการออกซิเดชัน ปัจจุบันใช้ใน
รถจักรยานยนต์, รถจักรยานเสือภูเขา, รถจักรยานถนน, และรถยนต์

ข้อดีของล้อคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิต
ล้อและยางรถยนต์รับน้ำหนักทั้งหมดและทำหน้าที่
มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนยานพาหนะภายใต้การกระทำของ
เพลาขับ. ในฐานะส่วนประกอบโครงสร้างหลัก, คาร์บอน
ล้อที่ทำจากวัสดุผสมไฟเบอร์มีสมรรถนะในการรับน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม
และทนต่อแรงกระแทก มอบประสิทธิภาพที่โดดเด่น
ในระหว่างการเร่งความเร็วและภายใต้ภาระหนัก นอกจากนี้ คาร์บอน
ล้อใยแก้วสามารถลดความเฉื่อยได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยให้ทำงานได้เร็วขึ้น
การเร่งความเร็ว, การเบรก, และการควบคุมทิศทางเนื่องจากขนาดที่ลดลง
น้ำหนัก

(1) น้ำหนักเบาขึ้น, ความแข็งแรงสูงขึ้น

เป็นที่ทราบกันดีว่าวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์เป็น
ได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับ "น้ำหนักเบา" และน้ำหนัก
การลดลงของรถยนต์ คาร์บอนไฟเบอร์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ "สีดำ
"ทองคำ" มีน้ำหนักเบากว่าอะลูมิเนียมแต่มีความแข็งแรงสูงกว่า
กว่าเหล็ก มันแสดงถึงความต้านทานการกัดกร่อนและโมดูลัสสูง
ลักษณะเฉพาะ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักเท่านั้น แต่ยัง
การเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างยานพาหนะ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า 20-
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ขนาด 1 นิ้ว มีน้ำหนักประมาณ 7.5 กิโลกรัม
เบากว่าอลูมิเนียมอัลลอยขนาดเท่ากันมากกว่า 25%
ล้อ ในแง่ของความแข็งแรง ล้อคาร์บอนไฟเบอร์แสดงให้เห็นว่า
การปรับปรุงโดยรวมประมาณ 30% เมื่อเทียบกับอะลูมิเนียม
ล้อแม็ก

(2) ประสิทธิภาพและการควบคุมที่ดียิ่งขึ้น

วิศวกรจากแบรนด์ล้อ Australian Carbon Revolution
ได้ระบุว่า การลดน้ำหนักของล้อลง 1 กิโลกรัม ภายใต้
มวลที่ไม่ถูกกด, เทียบเท่ากับการลดน้ำหนักรวมของยานพาหนะ
น้ำหนัก 15 กิโลกรัม สำหรับทุกการลดน้ำหนัก 10%
สมรรถนะการเร่งความเร็วของยานพาหนะสามารถปรับปรุงได้โดย
ประมาณ 8%. ซึ่งบ่งชี้ว่าล้อที่มีน้ำหนักเบาสามารถ
ให้การตอบสนองที่ดีขึ้นต่อสมรรถนะกำลังของรถยนต์
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ยังมีการดูดซับแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม
เพิ่มความสะดวกสบาย และปรับปรุงการควบคุม

(3) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการลดการปล่อยมลพิษ

การลดมวลที่ไม่ถูกยกขึ้น 1 กิโลกรัม โดยใช้คาร์บอนไฟเบอร์
ล้อคอมโพสิตเทียบเท่ากับการลดน้ำหนักของรถยนต์ทั้งหมด
น้ำหนัก 15 กิโลกรัม การลดน้ำหนัก 10% สามารถส่งผลให้...
8% ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และ 5% ลดการ
การปล่อยมลพิษ ในสถานการณ์ที่ยานพาหนะใช้ปริมาณเท่ากัน
น้ำมันเบนซิน รถยนต์ที่ติดตั้งล้อคาร์บอนไฟเบอร์สามารถเดินทางได้
ถึง 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมงเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่มีอะลูมิเนียมอัลลอย
ล้อ. น้ำหนักของล้อคาร์บอนไฟเบอร์เบากว่า 60% เมื่อเทียบกับ
ของล้อแม็กอลูมิเนียมอัลลอยปลอมที่มีขนาดเดียวกัน
ทำให้การลดน้ำหนักของยานพาหนะมีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม
วัตถุประสงค์

(4) การควบคุมที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพการเบรกที่เหนือกว่า

ล้อคาร์บอนไฟเบอร์มีค่าโมดูลัสยืดหยุ่นสูงถึง 200 กิกะปาสคาล
ยิ่งโมดูลัสยืดหยุ่นสูง ยิ่งยืดหยุ่นน้อย
การเปลี่ยนรูปหลังจากถูกแรงกระทำ ส่งผลให้ดียิ่งขึ้น
ความสะดวกสบายและการควบคุมที่ดีขึ้น หลังจากเปลี่ยนล้อเป็น
คาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบา, ระบบกันสะเทือนของยานพาหนะ
ความเร็วในการตอบสนองดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ส่งผลให้การทำงานรวดเร็วขึ้นและ
การเร่งความเร็วที่ราบรื่นขึ้นและประสิทธิภาพการเบรกที่ดีขึ้น

ตัวอย่างการใช้งานของล้อคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิต
ก่อตั้งขึ้นในปี 2007, คาร์บอน เรโวลูชั่น คือเทคโนโลยีระดับโลก
บริษัทและผู้จัดจำหน่ายระดับ Tier 1 ที่ประสบความสำเร็จ
บุกเบิก, พาเข้าสู่เชิงพาณิชย์, และทำให้เป็นอุตสาหกรรมในระดับสูง
ประสิทธิภาพ, คาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบาที่ทันสมัยทางเทคโนโลยี
ล้อ. นอกเหนือจากล้อรถยนต์หรูหราแล้ว บริษัทมี
ประกาศการพัฒนาคาร์บอนขนาด 23 นิ้ว และ 24 นิ้ว
ล้อไฟเบอร์ที่มุ่งเป้าไปที่ตลาดรถบรรทุกไฟฟ้าและรถ SUV.
บริษัทกำลังดำเนินโครงการเชิงแนวคิดและการตรวจสอบความถูกต้อง
สำหรับล้อเครื่องบินเฮลิคอปเตอร์ CH-47 Chinook ของโบอิ้ง

รูปที่ 3: คาร์บอนไฟเบอร์ซีรีส์อัลตราไลท์ของ Carbon Revolution
ล้อ

การผลิตล้อคาร์บอนไฟเบอร์ต้องการความสูง
การวางชั้นคาร์บอนไฟเบอร์อย่างแม่นยำและการขึ้นรูปด้วยแรงดันสูง
เทคนิค. คาร์บอน เรโวลูชั่น ถือครองสิทธิบัตรประมาณ 50 ฉบับ
เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ล้อคาร์บอนไฟเบอร์และการผลิต
กระบวนการและมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพผ่านกระบวนการ
การปรับปรุง. เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ บริษัทได้พัฒนา
สายการผลิตอัตโนมัติขั้นสูงและมีการใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง
เทคโนโลยีการเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์เพื่อ
เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต โดยเฉลี่ยแล้ว ล้อ
40% ถึง 50% เบากว่าล้ออลูมิเนียมมาตรฐานใน
ตลาด นอกจากนี้ ล้อสามารถออกแบบด้วย
รูปทรงอากาศพลศาสตร์เพื่อลดแรงต้านและเพิ่มระยะทางโดยไม่มี
เพิ่มน้ำหนัก

บริษัท Bucci Composites จากอิตาลีได้เปิดตัวครั้งแรก 20 นิ้ว
ขอบล้อคาร์บอนไฟเบอร์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ
กีฬา/ซูเปอร์คาร์. มันช่วยให้ล้อสามารถติดตั้งได้กับ
ศูนย์กลางในแบบดั้งเดิม โดยขจัดความเสี่ยงจากแรงบิดของสลักเกลียว
การคลายตัว ซึ่งช่วยให้ล้อคาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบาพิเศษ
ง่ายต่อการประกอบและบำรุงรักษาเช่นเดียวกับล้อแบบดั้งเดิม
จัดการกับอุณหภูมิสูงที่พบเจอ โดยเฉพาะเมื่อ
ใช้เบรกคาร์บอนเซรามิก ด้านในของขอบล้อคือ
เคลือบด้วยชั้นเซรามิก, ปกป้องเส้นใยคาร์บอนและ
อนุญาตให้ขอบล้อสามารถใช้ได้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่รุนแรง

รูปที่ 4: การปฏิวัติคาร์บอน

Bucci Composites ยังได้ติดตั้งอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุด
เทคโนโลยีการผลิตจาก Cannon (High-Pressure RTM-
HP-RTM), บริษัทเดียวในอิตาลีที่มีเทคโนโลยีในการ
พัฒนาแบบล้อเพิ่มเติมสำหรับยานยนต์
อุตสาหกรรม

รูปที่ 5: อุปกรณ์กระบวนการ HP-RTM ของแคนนอน

โซลูชันของแคนนอนประกอบด้วยอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับ
กระบวนการ RTM แบบความดันสูงเพื่อผลิตวัสดุคอมโพสิต
วัสดุที่มีเมทริกซ์เรซินอีพ็อกซี่และเส้นใยคาร์บอน
การเสริมแรง

(1) หน่วยจ่ายสารเคมีแรงดันสูงระบบ E-system แบบสามองค์ประกอบ สำหรับ
สูตรเรซินอีพ็อกซี่, มีคุณสมบัติเด่นด้วยส่วนประกอบสามส่วน LN10
การผสมผสานหัวผสมและการควบคุมแบบวงจรปิดของอัตราส่วนเอาต์พุต

(2) เครื่องอัดขึ้นรูปด้วยแรงดันสั้นพร้อมระบบหนีบ
แรง 25,000 กิโลนิวตัน, แผ่นกดขนาด 3.6×2.4 เมตร, และ
ความขนานที่แม่นยำ การควบคุมเชิงรุกเพื่อให้แน่ใจว่าความเรียบของชิ้นงานที่ขึ้นรูป
ชิ้นส่วน

รูปที่ 6: ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ขนาด 20 นิ้วของ Bucci Composites

ผู้ผลิตรถยนต์ชื่อดังจากอังกฤษ เบนท์ลีย์ ได้เปิดตัวเมื่อเร็วๆ นี้
เปิดตัวล้อที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ทั้งหมดซึ่งเป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับ Bentley
Bentayga SUV, พัฒนาโดย Bucci Composites. ขนาด 22 นิ้ว
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์กลายเป็นล้อคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใหญ่ที่สุด
ที่เคยผลิตมา รับประกันการออกแบบที่ล้ำสมัยและคุณภาพที่เหนือชั้น
ประสิทธิภาพ ในขณะที่สามารถลดน้ำหนักได้ 6 กิโลกรัมต่อ
ล้อ

รูปที่ 7: ล้อขนาด 22 นิ้ว พัฒนาโดย Bucci สำหรับ Bentley

Vision Wheel ซึ่งตั้งอยู่ในสหรัฐอเมริกา ได้เปิดตัวใหม่
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ที่พัฒนาขึ้นร่วมกับ IDI
คอมโพสิต อินเตอร์เนชั่นแนล และ การทอวัสดุคอมโพสิต
ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยี A&P ค่าใช้จ่ายสำหรับแต่ละล้อคือ $2,000 หรือ
ยิ่งต่ำลงไปอีก

บริษัทอเมริกันอีกแห่งหนึ่ง ESE Carbon ได้เปิดตัว E2
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิตแบบบูรณาการในตลาดหลังการขาย
ให้บริการ Tesla Model S, Tesla Model 3 และ Subaru WRX STI
ยานพาหนะ

ล้อ E2 ใช้เทคโนโลยีเส้นใยที่ออกแบบเฉพาะขั้นสูง
การวางตำแหน่ง (TFP) และเทคโนโลยีการฉีดเรซินแรงดันสูง
ผสมผสานประสิทธิภาพ ความทนทาน ประสิทธิภาพ และนวัตกรรม
ด้วยความงดงามของคาร์บอนไฟเบอร์ มอบคุณภาพระดับสูงสุด
ล้อหลังการขาย

ล้อที่เบากว่า จะมีความเฉื่อยในการหมุนน้อยกว่า ส่งผลให้
ในแรงที่น้อยลงซึ่งต้องใช้ในการเคลื่อนล้อไปข้างหน้า. ในฐานะที่
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิตพรีเมียม, E2 อย่างมีนัยสำคัญ
ลดน้ำหนักเมื่อเทียบกับล้ออลูมิเนียมและล้อเหล็ก. การทดสอบ
ได้แสดงให้เห็นว่าล้อแต่ละล้อสามารถลดน้ำหนักได้ 10 ปอนด์
ส่งผลให้ความเร็วรอบเพิ่มขึ้น 5.3%

พูดง่ายๆ คือ วัตถุที่มีน้ำหนักเบากว่าจะใช้แรงน้อยกว่าในการชะลอความเร็ว
และหยุด. ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ E2 มีน้ำหนักเบากว่า 45% เมื่อเทียบกับ
ล้อเหล็กหรืออลูมิเนียมที่เทียบเท่า การทดสอบแสดงให้เห็นว่า E2
ล้อสามารถลดระยะเบรกและระยะลอยตัวจากความเร็ว 60 ไมล์ต่อชั่วโมง
เป็น 1 ไมล์ โดย 3.6%

การลดน้ำหนักที่ไม่ถูกรองรับจะช่วยลดแรงที่กระทำโดย
ระบบกันสะเทือนเพื่อรักษาล้อให้อยู่บนถนนอย่างมั่นคง. แต่ละ E2
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์สามารถลดน้ำหนักที่ไม่ถูกกดลงได้ถึง 10 ปอนด์
น้ำหนักจากระบบ ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบกันสะเทือน
การปรับปรุงที่เกิดขึ้นจากการสัมผัสของยางกับพื้นผิวส่งผลให้มีการเพิ่มประสิทธิภาพ
การตอบสนองของพวงมาลัยและการควบคุมที่ตอบสนองมากขึ้น ไม่ว่าจะบน
ถนนหรือทางวิ่ง ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ E2 จะยกระดับการขับขี่ของคุณ
ประสบการณ์สู่ระดับใหม่ทั้งหมด

การทดสอบบนถนน

หลังจากการทดสอบต้นแบบมาหลายปี E2 ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุด
ดุมล้อรถยนต์ขั้นสูงที่เคยพัฒนาขึ้น, ได้ถูก
สร้างขึ้น โดยการนำการจำลองแบบขั้นสูงมากมาใช้โดยใช้การคำนวณแบบจำกัด
การวิเคราะห์องค์ประกอบ, ทีมวิศวกรรมแบบผสมผสานของ ESE สามารถ
ทำนายการตอบสนองของล้อในสถานการณ์จริงที่หลากหลาย
สถานการณ์ต่าง ๆ ด้วยข้อมูลอันมหาศาลนี้ ล้อของ ESE จะผ่าน
ทดสอบทั้งในสภาพห้องปฏิบัติการและภาคสนาม, ตรวจสอบความถูกต้องของ
ความแข็งแรง, ความปลอดภัย, และประสิทธิภาพ

การทดสอบแรงกระแทกแบบรัศมี
การทดสอบแรงกระแทกแบบรัศมีประเมินความเสถียรของล้อเมื่อ
การพบหลุมบ่อหรือสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่เพื่อป้องกันความเสียหายอย่างรุนแรง
ความเสียหายหรือความล้มเหลว เนื่องจากสภาพถนนไม่สมบูรณ์แบบเสมอไป
ล้อ E2 ได้รับการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อทนต่อสภาวะทั่วไป
อันตรายบนท้องถนนและได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความเหนือกว่าเหล็กที่มีคุณสมบัติเทียบเท่า
และล้อแม็กอลูมิเนียม

การทดสอบแรงกระแทกขอบถนน
การทดสอบแรงกระแทกขอบทางเป็นการประเมินที่สำคัญเพื่อตรวจสอบผลกระทบ
ของการกระแทกซ้ำๆ บนพื้นผิวคงที่, จำลองยานพาหนะ
การชนขอบถนนหรือวัตถุคงที่อื่น ๆ ที่ความเร็วที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
แม้ที่ความเร็วต่ำ การสัมผัสระหว่างขอบถนนกับล้อ
สร้างแรงกระแทกอย่างมีนัยสำคัญ ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ E2
ได้รับการออกแบบและทดสอบอย่างละเอียดเพื่อทนต่อความล้มเหลว
ในสถานการณ์ที่ก่อให้เกิดความเสียหาย เช่น การกระแทกขอบถนน

การทดสอบ SAE J3204

E2 ได้รับการทดสอบอย่างครอบคลุมแล้ว และกำลังรอ
การรับรองตามมาตรฐาน SAE J3204, กระบวนการผลิตใหม่สำหรับ
ล้อวัสดุผสม ESE กำลังร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับ
สมาคมวิศวกรยานยนต์ (SAE) เพื่อช่วยในการจัดตั้ง
มาตรฐานและเกณฑ์เปรียบเทียบสำหรับล้อวัสดุผสม ใน
ในความเป็นจริง ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ E2 ของ ESE มีคุณภาพเหนือกว่ามาตรฐานขั้นต่ำของ SAE
คำแนะนำ

คล้ายกับล้อโลหะ มาตรฐาน SAE ก็ให้ความสำคัญกับปัญหาความทนทานเช่นกัน
สำหรับล้อวัสดุผสมผ่านการทดสอบความล้าต่างๆ และ
การทดสอบผลกระทบ. SAE ได้แนะนำข้อกำหนดใหม่เพื่อ
จัดการกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เป็นเอกลักษณ์ของวัสดุคอมโพสิต
วัสดุ

รูปที่ 11: ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ E2 ที่ใช้โดยผู้ผลิตรายใหญ่
ผู้ผลิตรถยนต์ทั่วโลก

ล้อคาร์บอนไฟเบอร์รุ่น E2 ได้รับการออกแบบโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุด
เทคโนโลยีการจัดวางเส้นใยแบบกำหนดเอง (TFP) เส้นใยคาร์บอน
การวางพื้นแบบดั้งเดิมเป็นกระบวนการที่ใช้แรงงานมากซึ่งเกี่ยวข้องกับ
การตัดและขึ้นรูปด้วยมือของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ลงบนเรซิน
เชื้อรา ซึ่งส่งผลให้เกิดของเสียมากเกินไป และการใช้แรงงานคน
อาจก่อให้เกิดคอขวดในกระบวนการผลิต

รูปที่ 12: การจัดวางเส้นใยแบบกำหนดเอง (TFP)

TFP บรรลุประสิทธิภาพโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดโดยการใช้
เครื่องจักรสำหรับจัดเรียงและเย็บเส้นใยคาร์บอนให้เป็นรูปแบบที่แม่นยำ
ตำแหน่ง ซึ่งช่วยลดเวลาในการวางซ้อนลง 50% และวัสดุ
ของเสีย 80% นอกจากนี้ยังช่วยให้ ESE สามารถปรับปรุงการออกแบบ
ผ่านการวางตำแหน่งและการจัดวางเส้นใยอย่างแม่นยำเพื่อ
รองรับความโค้งและซี่ล้อของล้อคาร์บอนไฟเบอร์
สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานของคาร์บอน E2
ล้อใยแก้ว ทำให้สามารถจัดการโหลดได้อย่างมีประสิทธิภาพและ
ความเครียด

E2 ยังใช้กระบวนการขึ้นรูปเรซินด้วยการถ่ายโอนแม่พิมพ์ที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ
(RTM) และระบบเรซินอีพ็อกซี่เพื่อผลิต
ฮับ ให้ความแข็งแรงของขอบล้อสูงขึ้นและทนต่อการล้า
ความต้านทาน. ESE ใช้คุณภาพสูงสุด, การบ่มเร็วที่สุด
เรซิน, มอบประสิทธิภาพที่ไม่มีใครเทียบได้ในระดับอุตสาหกรรม
อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้ว (Tg) สูงถึง 212°C. เส้นใย-
อัตราส่วนของเรซินต่อตัวกลางของ ESE คือ 60% โดยมีช่องว่างน้อยที่สุด
เนื้อหาของ 2% ทำให้เป็นหนึ่งในสิ่งที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม
นอกจากนี้ ESE สามารถผสานศูนย์กลางได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลาไม่ถึง 2
นาที

รูปที่ 13: การผลิตล้อ CFRP โดยใช้กระบวนการ RTM

สรุป:

การใช้ล้อคาร์บอนไฟเบอร์ น้ำหนักของล้อคือ
ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้รถสปอร์ตสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
ประสิทธิภาพการควบคุม ด้วยแรงเฉื่อยที่ต่ำกว่า ล้อคาร์บอนไฟเบอร์
ปรับปรุงการตอบสนองของพวงมาลัยและการยึดเกาะถนน ส่งผลให้เร็วขึ้น
การเร่งความเร็วและการเบรก

นอกจากนี้ ความกังวลเกี่ยวกับระยะทางที่รถจะวิ่งได้ก็เป็นปัญหาสำคัญสำหรับหลายคน
ผู้บริโภคที่มีศักยภาพเมื่อพิจารณาการซื้อ
รถยนต์ไฟฟ้า. ในขณะที่ระยะทางในการขับขี่ของรถยนต์ไฟฟ้า
ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่เป็นหลัก ปัจจัยอื่น ๆ ก็มีผลเช่นกัน
ผลกระทบ. ล้อคาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบาสามารถลดอย่างมาก
การใช้พลังงานที่เกิดจากการหมุนของล้อในระหว่าง
การเร่งความเร็วหรือการชะลอความเร็ว, เพิ่มระยะการขับขี่ให้สูงสุดของ
รถยนต์ไฟฟ้า

 

6 มกราคม 2567