碳纖維材料在世界太陽能汽車挑戰賽中的應用

寂靜天花板

兩年一度的世界太陽能車挑戰賽是目前世界上最大的太陽能汽車比賽，比賽路線橫跨澳大利亞超過3000公里，從達爾文（Darwin）一直到阿德萊 德（Adelaide）。世界太陽能車挑戰賽分為三個組別。參加“巡洋艦”組比賽的車輛，每輛車車內乘坐一名駕駛員、一位乘客，及有限的行李。比賽按實際計分方法，OWL，是由日本工學院開發的一種先進的太陽能動力車，其采用帝人（Teijin）公司的碳纖維增強塑料（CFRP）作為底盤和 車身結構。這款車代表日本參加比賽，取得了第二名的成績。 OWL專注于減少行駛時間，因為其占總分的70%。
! s$ W9 V  s% q4 \4 |2 d: yOWL的結構
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超輕碳纖維織物只有0.06毫米的厚度，由Tenax®W-1105 CFRP預浸基體樹脂（預浸料）制成，被用于設計和制造OWL 車身，從而成功將其重量減少55公斤。傳統的太陽能汽車的太陽能電池板模塊位于可拆卸的車頂，這些車輛需要通過在車輛中添加框架以確保拉伸彈性模（剛性）。然而，OWL有著特別先進的結構——最少數量的框架和先進的固定車頂。其表面通過分離排列及在正交輔設層進行單向（UD）層壓從而達到部分增強，以提高抗扭剛度。
( t. B9 d8 U( G' b由前輪胎負載沒有車頂的前端，是加強OWL底盤和車身結構剛度最關鍵的特征之一。為了實現這一目標，前部的組成包括T 型30毫米蜂窩帶狀疊層連接前支架（BHD）、車身A柱和車頂的前緣，以及表面由單向（UD）層壓CFRP制成的高拉伸模量前輥。
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* l2 i3 T! `$ x) i$ ?6 ZOWL的部件

! H8 c7 V: I. }# |+ A凹模通過銑床直接成型。車身的下層主體具有最大的一體化結構，以盡量減少后期處理與二次密合性裝配操作，從而保障OWL具有超輕量底盤和車身。模具的中間段是隧道式，可以減少模具的重量，及保障在預浸料固化過程有效的傳熱條件。
OWL的成型
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OWL超輕量化的底盤和車身零件，包括擾流件和車門的制造，通過剝離薄膜分層并且使用大型模具設備一體成型。該技術有效地減少了零件之間的距離，也有助于減少阻力。上層表面的疊層結構由薄碳纖維構成：t=0.12毫米/ 蜂窩狀:t=12.5毫米/碳纖維: t=0.12毫米，而作為前面板仍保持足夠的剛性。在每個重要的點使用UD和t=30毫米蜂窩芯層疊，以確保車輛的整體剛性。
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車輛下部主體造型獨特，并兼具挑戰性。下部和側部的壓模成型分別層疊高達80%，并在層壓過程中相結合。這種技術可以使用敏感的層壓工藝，比如在開放的成型模具上操作零部件的分割，并且減少模具結合后的層壓工藝。
OWL的車門結構
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OWL的門鉸鏈為雙鉸鏈結構。當單軸鉸鏈連接于車輛內時，門的操控會受到車輛主體的干擾，而且較大的鉸鏈會影響駕駛位置。當試圖有效地減少阻力時，對于附著在車輛外部的鉸鏈是不可能的。作為一個解決方案，通過使用小鉸鏈和雙鉸鏈，以不干擾駕駛位置和車體。
多重鎖支持的車門不會令駕駛更輕便，但如果門的剛性較低，駕駛時會在風壓下變形。通過多點鏈接管理車門有助于集成控制和操控車門。
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OWL斬獲所在組別的亞軍，但贏得了世界太陽能車挑戰賽的最高行駛分數。它徹底的低阻力車體和車身輕量化結構，使其能夠高速、高穩定地行駛。這是得益于OWL 創新底盤和車身結構。這種結構也減少了意想不到的變化調整，并有助于節能駕駛。
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albert.tang

日本的工業設計將輕量化簡直做到了極致，不論是轎車還是動車高鐵產業。

未來第一站

日本強項。

面壁深功

最大的地方替代鎂鋁合金