从首款国产纯电跑车看碳纤维在汽车的应用空间
《CPRJ中国塑料橡胶》近期策划“车用塑料”专题，特别关注到苏州华特时代碳纤维有限公司 —— 中国领先的复合材料汽车零部件供应商，同时也是国产电动跑车前途K50的碳纤维覆盖件供应商。
华特碳纤前身是前途汽车的成型车间，从2014年开始就专门研究碳纤维覆盖件在汽车上的应用。2018年，成型车间独立出来，注册成立华特碳纤。
华特碳纤和前途汽车同为北京长城华冠汽车科技股份有限公司（长城华冠）下的全资子公司。
前途汽车于2018年8月8日发布了旗下首款纯电动跑车前途K50，据称这是目前首款国产纯电跑车。据报道，这是一辆充满科技现代感的跑车，碳纤维车身+全铝框架的结构，整车采用29个碳纤维复合材料外覆件，除前后保险杠和玻璃之外，所有覆盖件均采用碳纤维，总重量只有46.7公斤，比传统钢板材料减重60%，比铝合金材料减重35%。
K50除前后保险杠和玻璃外，所有覆盖件均由采用碳纤维，总重量只有46.7公斤，比钢减重60%，比铝合金减重35%。
碳纤维在减重的同时也赋予K50造型更多灵活性，面积巨大的前盖极为光滑，没有任何特征线。据称，当时，前途汽车为此自主设计了中国唯一一条碳纤维车身覆盖件生产线。
前途汽车碳纤维车身覆盖件幕后的功臣就是今天的苏州华特时代碳纤维有限公司（下称：华特时代）。华特时代前身是前途汽车的成型车间，2014年开始就专门研究碳纤维覆盖件在汽车上的应用，2018年，成型车间独立出来，注册成立苏州华特时代碳纤维有限公司。
苏州华特时代碳纤维有限公司总经理熊飞
华特时代总经理熊飞接受《CPRJ中国塑料橡胶》杂志专访时表示，目前，公司的主要业务组成中，45%为前途汽车提供碳纤维零部件，55%为其他主机厂或其他客户提供碳纤维产品。
据介绍，华特时代涵盖大部分常见的碳纤维复合材料成型工艺，如预浸料模压成型、热压罐成型、吹气袋压成型、真空袋压成型、树脂传递模塑成型等。华特碳纤专注于碳纤维应用端，主要从事碳纤维复合材料汽车零部件的研发、生产、销售和技术服务，具备给主机厂批量供货的资格及能力。目前华特时代建有一条高度自动化和信息化的生产线，一期建设规模具备年产各类碳纤维复合材料汽车零部件3万件的能力。
碳纤维六大应用
CPRJ：在您看来，碳纤维在汽车上的应用前景如何？
熊飞：碳纤维复合材料是材料领域的一个重要革命及创新，碳纤维复合材料除了其本身优异的高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、导电、重量轻等特点外，还具有优异的综合力学性能：比强度（强度与密度之比）、比模量（模量与密度之比）和比吸能（有效破坏长度内单位质量吸收的能量）都相当高。
此外，碳纤维复合材料因其织物编制的多样性，相比其他材料具有不一样的美感。因此，要应用碳纤维，必须结合其材料特性考虑。
碳纤维材料在汽车部件的应用
CPRJ：碳纤维在汽车上的具体应用主要有哪些？
熊飞：在我看来，碳纤维在汽车上的应用主要可从六个方面考虑。
第一就是外观件，如碳纤维机盖，碳纤维车门等，这也是目前汽车后装市场主要应用碳纤维的地方，既美观又减重；
第二就是内饰件，比如一些改装的碳纤维方向盘，或者仪表板盖板等，使用特殊工艺生产的碳纤维内饰件，既保留碳纤维纹理手感又非常顺滑，同时还非常美观。
第三就是结构增强件，充分发挥碳纤维复合材料的性能优点，通过与其他结构件（金属件或塑料件）连接复合，大幅增强他们的力学性能。比如说车身A柱，B柱、防撞梁、接头等。从而提高车身整体的强度、模态及抗弯曲、扭转性能。已经成功应用的比较典型的车型就是宝马7系。
第四就是功能集成件。利用碳纤维的成型工艺特点，在设计时抛开一些以往的设计原则，将许多件集成在一起。如前途K50的碳纤维顶盖，它总共仅一个件，但是集成了传统设计的左右A柱加强板、左右上边梁加强板、顶盖前横梁、顶盖加强梁、顶盖后横梁、顶盖共计8个零件。大大降低了开发成本及周期。
第五就是利用可回收碳纤维毡制作的零部件，对于一些对强度要求不高的地方，可使用可回收碳纤制作一些零件，这不仅可降低成本、同时可以提高整车的可回收率。
最后就是一些附件、装饰件等。
所以，碳纤维在汽车上的应用前景非常广阔，只是现在缺少的是真正懂得碳纤维材料及汽车产品设计的复合型人才。应用碳纤维一定要懂碳纤维，并且要从设计之初就要考虑到碳纤维的性能、工艺、生产等各个环节，做到知其然亦知其所以然，才能成功应用在汽车上。
碳纤维批量生产
CPRJ：在实现碳纤维复合材料在汽车应用方面，华特时代做了努力？
熊飞：前途K50是世界首款使用碳纤维覆盖件的量产跑车。作为它唯一的碳纤维覆盖件供应商，华特时代在碳纤维批量应用上做了很多工作。首先我们独立自主开发了一条具备工业4.0的，全自动的，信息化的生产线，用来满足K50的批量需求。
同时，我们拥有完整的产品开发流程，与主机厂的整车开发流程相对应，从客户需求，项目创新、材料选择、结构设计、工艺设计、CAE分析、材料验证、项目确认、样件试制、到批量生产，形成一个开发闭环。
此外我们注重基础研究，从树脂、织物到各种基础实验，不断积累数据，为客户提供从材料到产品的一揽子技术及产品服务。
华特时代生产碳纤维材料的厂房
碳纤维批量应用真的贵吗？
CPRJ：有人说，碳纤维批量应用在汽车上没有出路，因为成本太高。对此，您怎么看？
熊飞：大家对碳纤维的普遍印象，就是强度高，质量轻，成本高。但是这个成本仅仅只考虑了材料成本，如果从整个产品开发成本上看，碳纤维的成本不一定比钢制的要高。
CPRJ： 可否举个例子？
熊飞：以前途K50的顶盖总成为例，钢制顶盖总成有8个零件，至少需要24幅模具，开发成本大于500万，开发周期在1年左右。但碳纤维顶盖成型只需要1幅模具，开发成本仅为80万，从设计冻结到出件，3个月就可以搞定。
所以说，算上开发成本以及节省的时间成本，碳纤维相比钢铁一定程度上还会有成本上的优势，并且还能大幅度轻量化，提高产品的价值。
碳纤维助力前途K50实现轻量化。
未来碳纤维应用潜力在哪里？
CPRJ：您认为未来在汽车材料上，碳纤维有可能代替钢或者铝合金吗？
熊飞：代替不是碳纤维材料发展的最终目的，每种材料都有它的优点和缺点，我们要的就是结合他们的优点，避免他们的缺点，现在汽车材料的趋势就是“复合材料”，这里的“复合材料”不是传统我们说的碳纤维、塑料这种复合材料，而是比如钢与铝合金、钢与塑料、钢与碳纤维、铝合金与碳纤维、塑料与碳纤维等等跨种类材料的复合。
CPRJ：碳纤维的未来汽车主要应用是什么？
熊飞：碳纤维的优势就是强度高，密度小。所以未来碳纤维的主要应用点就是结构加强。它不会代替钢或者铝合金，它会让钢或者铝合金更强大。
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