克莱姆森大学的工程师们正在通过开发碳纤维复合材料和其他非传统材料的新应用来应对轻量化的挑战。

复合材料被广泛用于制造飞机、船只、体育用品和其他产品，因为它们的强度是钢铁的10倍，重量是钢铁的五分之一。然而，复合材料传统上比铝和钢更贵。

负担能力一直是复合材料在汽车应用领域广泛应用的最大障碍。但是，最近对进口铝和钢征收的关税可能会激发汽车制造商的兴趣。

“成本上的差异(可以)大大减少，”他说Srikanth Pilla他还是克莱姆森复合材料中心(Clemson Composites Center)的主任。“如果原始设备制造商的心态发生改变，可能会有更多的机会使用复合材料制造更多的零部件。从技术的角度来看，它确实存在。但是，就成本而言，总会有阻力。”

皮拉指出:“类似于降低生物燃料和电动汽车成本的激励措施可能会产生影响。”“就像(如果有)针对轻型汽车的激励措施，(就会有)针对电动汽车的激励措施一样，复合材料(可以)大举进军汽车行业。”

作为美国能源部600万美元拨款的一部分，皮拉和他的同事正在开发一种完全由热塑性复合材料制成的驾驶侧前门。其目标是在不牺牲安全性和结构完整性的前提下，将本田雅阁轿车的高强度钢门轻43%。

克莱姆森公司的工程师们还试图将非常规材料的成本成本降低到每磅5美元。其他挑战还包括满足或超过有关适合度、功能、安全性、刚度、碰撞性能、可回收性、噪音、振动和严酷度的标准。

皮拉希望到2020年初能有一个门的原型。他还计划为大规模生产复合材料汽车零部件开发一个完整的自动化平台。

“零部件整合将在减少装配时间方面发挥关键作用，”皮拉声称。“我们使用粘合剂粘合和聚合物注射成型来连接门系统内的部件。”

皮拉和他的团队正在使用车门作为模型来研究负担得起的重量目标，他说，提出的技术也可以用于制造汽车的大部分结构、半结构和内部组件。

“到目前为止，大多数人只关注复合材料在非结构汽车上的应用，”皮拉解释说。“但是，我们为车门和关闭系统开发的技术可以转移到其他类型的汽车部件，如车身面板和车顶。

“在非常基础的层面上，我们也在研究高温、引擎盖下的应用，”皮拉补充说。碳纤维复合材料的一些可能的候选产品包括发动机风扇带和歧管系统。”

除了碳纤维复合材料，pila还研究了泡沫、聚合物和其他类型的轻质材料。例如，他研究了从树木中提取的材料可以用来生产更轻、更强的汽车部件的方法。

“纤维素纳米晶体是这项研究的核心，”皮拉解释说。“它们是杆状结构，比头发丝直径小2万倍，悬浮在液体中。它们是用在防止野火的森林恢复工程中砍伐的树木制成的。”

皮拉和他的同事专注于手套箱和挡泥板的应用。但他相信，这项技术最终可能会应用于各种各样的汽车零部件，如保险杠和仪表板。

“这些部件将是生物可再生的，”皮拉说。“当它们在路上的时间结束时，它们可以被回收，或者被引导到堆肥设施，而不是垃圾填埋场。”