利用碳纤维复合材质代替现存的金属布局

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碳纤维复合材质作为小车零部件具备轻质高强、可设计性好、零器件一体化、耐冲击性好、耐腐蚀品质好等优点。

在全球节减的大遇到下,采纳碳纤维复合材质替代现存的金属布局,是促成减少小车的尾巴部分气污染并已安阳能的有效渠道。

依据碳纤维行当和小车行当发展的要求,国家知识产权局专利解析分布推广项目碳纤维复合材料课题组从碳纤维复合材质用于汽车零件轮毂、量产整车BMWi3以至汽车用碳纤维复合材质的大千世界手艺合营两个意见出发,对小车用碳纤维复合材质手艺进行了深度深入分析。

PART 1:小车零部件——轮毂用碳纤维复合材料手艺

碳纤维复合质感在汽车轮毂中的应用是家事关心的关键本事领域。近日,国际盛名整车商家Ford集团、BMW集团宣称已经将碳纤维材料应用于其分娩的高级轿跑里,并日益推向碳纤维复合材质轮毂向低档车的型号上的使用。

但从下图1中得以看出,轮毂应用碳纤维复合材料的时刻较晚,申请量也十分的少,仅为47项。

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碳纤维复合材料运用于轮毂的五洲专利涉及碳纤维复合质感在轮毂各部位的运用,根据使用的现实地方,分为轮辐、轮辋、轮辐和轮辋连接部、轮毂主体、大旨孔七个能力分支。

从专利申请量看,专利申请比重最大的是轮辋,其次是轮辐、轮毂主体,连接部和中心孔的专利申请量比较少。

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下图3出示了碳纤维复合材质运用于轮毂的中黄炎子孙民共和国专利构造情状。能够看出轮辋和轮辐是申请构造的最重要技术世界。

图粉红色色字体代表未决状态的国外来华申请。金色字体代表有效的国外来华申请。原野绿字体代表中华申请人的报名。

能够观看海外来华申请全部是发明专利,并且重要集中在轮辋和轮辐的构造改进,最近独有一件使得,别的全体是未决状态。而中华申请人的申请重视为实用新型。

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PART 2:整车——BMW i3用碳纤维复合材质手艺

BMW公司于二〇〇三年始于接收选用碳纤维复合质地来创制BMW i3。BMWi3由三菱(MITSUBISHI卡塔尔(قطر‎丽阳、西格里和BMW集团三家合作达成。从下图4中得以见到那三家集团在能力链中优势互补,为他们的搭档奠定了底蕴。

作为碳纤维经销商,MITSUBISHI丽阳比较讲究行当链上游的专利构造,申请涉及的宗旨富含创立碳纤维原丝用的化学工业原料及其助燃剂、成立碳纤维复合材质供给的树脂组合物、碳纤维原丝、碳纤维及其丝束、碳纤维织物、复合质地的构造划设想计、成型工艺及一丢丢小车零部件。

西格里作为复合质地中间商,对于行业链上游的化学工业原料等差不多平素不涉及,申请重视集中在碳纤维复合材质的构造划杜撰计、成型工艺和汽车零部件领域。

宝马作为整车商家,其专利申请并未只是关于汽车零件,也许有关于碳纤维束、碳纤维织物的报名。其它,BMW还大概有多量提请涉及复合材质的接连格局、复合质地的品质检查测试方法、复合材料的回笼和修补。

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透过对BMWi3每四个临盆环节中所涉及的专利实行梳理,开采该付加物在各类分娩环节都有根本专利进行维护。

BMWi3的临盆流程能够更进一竿细分为:碳纤维原丝的创造、碳纤维原丝的预氧化和碳化、碳纤维织物的制作、碳纤维织物的切割、碳纤维织物的叠层铺放本事、预成型、预成型体的分割、树脂传递模塑成型、生命模块组装、生命模块和驱动模块的重新整合、品质检查评定、回收利用10个步骤,入眼专利列于下表1。

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PART 3:小车用碳纤维复合材质满世界类技术术合作

图5来得了小车用碳纤维复合材质领域在构造划杜撰计、成型工艺和汽车零部件多个技艺分支中的首要申请人。

从图中能够见见,小车用碳纤维复合质地领域的申请人根本是碳纤维及其复合材质代理商、整车集团、汽车构件经销商。

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图6出示了小车用碳纤维复合质地全世界专利技巧合营申请境况。碳纤维复合材质轿车轻量化领域的专利合营申请共有1098项。

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图中气泡大小代表该申请人的申请量多少,连线越来越多评释合营同伴越多。不相同颜色的气泡代表该商厦在小车用复合材料行业链中的分裂剧中人物。

从图中能够见见,由于汽车用碳纤维复合材质的行业链较长,手艺复杂,在量产化的流水生产线中有多少个环节存在技巧难点,由此行个中的竞争者们纷繁参预到技艺同盟中来。个中东丽在此个小圈子的申请量最大,而丰田的通力同盟申请最多。

来源:国家知识产权局专利深入分析普遍推广项目碳纤维复合材料课题组