コンポジットエンドマーケット：自動車
自動車業界が内燃機関から電動パワートレインへの移行を開始するにつれて、複合材料は軽量化と持続可能性を主張しています。
自動車業界が内燃機関から電動パワートレインへの移行を開始するにつれて、複合材料は軽量化と持続可能性を主張しています。
複合材料は、モータースポーツや少量生産のハイエンド/高級車で頻繁に使用され、通常は連続炭素繊維材料が好まれます。2021 年から 2022 年にかけて、両方のセグメントで成長が続いています。中量生産モデルおよび大量生産モデルのよりコストに敏感な市場では、リーフ スプリングやチョップド ファイバー モールディング コンパウンドなどの用途で、主に連続ガラス繊維強化ポリマー (GFRP) を介して、複合材料が着実に増加し続けています。シート モールディング コンパウンド (SMC) のボディ パネルとフレーム、バルク モールディング コンパウンド (BMC) のハウジングとサポート構造、およびバンパー フレーム、リフト ゲート、シート構造用の射出成形熱可塑性樹脂が含まれます。
Stratview Research による 2019 年 11 月のレポートによると、自動車の複合材の用途のトップは、量の多い順に、アンダーフード コンポーネント、エクステリア、インテリアです。もう 1 つの成長市場は、サスペンション コンポーネントとドライブ シャフトです。板ばねに加えて、例としては次のものがあります。
2021 年に発表された最も注目すべきサスペンション構造の 1 つは、MY 2021 フォード F-150 ピックアップ トラック用に Rassini (メキシコ、ピエドラス ネグラス) によって開発されたカーボン ファイバー リア サスペンション システム (上) でした。この高負荷部品は、Hexion (米国オハイオ州コロンバス) の EPIKOTE 樹脂 TRAC 06150 と EPIKURE 硬化剤 TRAC 06150 エポキシ樹脂システムを使用してガラス繊維強化材を成形するために、レジン トランスファー成形 (RTM) を使用して Rassini によって製造されています。Hexion によると、EPIKOTE 樹脂 TRAC 06720 バインダーは、布地の安定化と、布地層の大きな方向スタックの自動予備成形に不可欠であり、高速硬化樹脂システムと完全に互換性があります。
エクステリアについては、超軽量 SMC が引き続き 1.0 グラム/立方センチメートル (g/cc) を下回っており、Polynt Composites (スカンゾロシアテ、イタリア)、AOC (スイス、シャフハウゼン)、Teijin Automotive Technologies (旧称: Teijin Automotive Technologies) とともに、炭素繊維も勢いを増しています。 CSP VICTALL (タンシャン、中国) はすべて、過去数年間に新しい SMC 生産ラインを追加しており、そのすべてが炭素繊維 SMC を製造する能力を備えています。Polynt はまた、Polynt-RECarbon リサイクル繊維 SMC を製品提供に導入し、UDCarbon および TXTCarbon コンパウンドは、それぞれ UD およびファブリック補強を特徴としています。これらの製品の可能性は、Magna International (オーロラ、オンタリオ、カナダ) と Ford Motor Co. によって完了したフロント サブフレーム開発プロジェクトで見ることができます。これは、局所的に強化され、共成形されたチョップド カーボン ファイバー SMC と、カーボン ファイバー 0°/90° ノンクリンプ ファブリック (NCF) で作られた SMC のパッチを使用しています。この SMC 構造サブフレームは、ステアリング ギアやホイールを保持するロア コントロール アームなど、エンジンとシャシー コンポーネントをサポートするために、大きな負荷を処理する必要があります。開発部品にすぎませんが、82% の部品削減を達成し、54 の打ち抜き鋼部品を 2 つの圧縮成形複合部品と 6 つのオーバーモールド ステンレス鋼インサートに置き換え、重量を 34% 削減しました。
大量生産、持続可能性
ICE パワートレインから EV パワートレインへの長期的なシフトが始まっていますが、ICE 車両の生産が完全に停止するまでには 10 年以上かかるでしょう。その間、自動車 OEM は、車両をより効率的にする方法を模索し続けています。複合材料は、プログラムやプラットフォームへの進出によってのみ、複合材料が提供する他のどの市場よりも自動車市場で使用されます。これは、自動車メーカーが従来の (そしてより慣れ親しんだ) 材料やプロセスを放棄する動機となるように、複合材料が非常に説得力のある価値提案を提供しなければならないことを意味します。これは、この記事の前半で説明したように、バッテリー エンクロージャーに複合材を採用する動的な推進力です。2021 年のさまざまな発表は、OEM とサプライ チェーンが複合材料の有望な用途と見なしているように見えることを示しています。
