Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Karosser av kolfiberarmerad epoxi: En undersökning av förutsättningarna för en etablering inom personbilsbranschen
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2011 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Frågeställningen som besvarats är huruvida kolfiberarmerad epoxi är ett lämpligt material att använda i karosser. Tekniska, ekonomiska, säkerhetsmässiga och miljömässiga aspekter har behandlats. Arbetet grundar sig dels på en litteraturstudie, dels på empiriskt material från tre studiebesök med intervjuer hos företag inom kompositbranschen.Kolfiberarmerad epoxi har en rad fördelar:

- Komponenterna kan göras stora; en kompositdetalj kan ersätta flera av metall.

- Mindre känsligt mot stötar än stål och får inte bucklor.

- Korrosionsbeständigheten är mycket hög.

- Relativt låg investeringskostnad för tillverkning av kolfiberkomponenter.

- Tål utmattning bättre än någon känd struktur av metall.- Mycket lång livslängd

Men det finns även nackdelar:

- Mycket hög materialkostnad.- CAD-verktyg för att kunna designa kompositkonstruktioner, beräkna hållfasthet och simulera krocktester behöver utvecklas.

- Produktionshastigheten är i regel låg till följd av tidskrävande tillverkningsprocesser där härdning av epoxi är ett av momenten.

- Tillverkning av kolfiberarmerad epoxi präglas i regel av en låg grad av automatisering där flera moment måste göras för hand.

Resultaten blev följande:

En kaross i kolfiber skulle kunna göras ca 200 kg lättare än en kaross i stål, med i övrigt bibehållen prestanda. Karossen skulle kunna utformas för mycket hög absorption av energi och därmed förbättrad säkerhet. Den lägre vikten skulle medföra ett reducerat utsläpp av avgaser på ca 11 %, vilket motsvarar en reduktion på 3,3 ton koldioxid beräknat på 20 000 mils körning. Resin Transfer Molding (RTM) är den metod inom komposittillverkning som tycks ge bäst resultat och processen är tillräckligt snabb (produktcykel på ca 30 min per verktygsform) för att kunna användas i serietillverkning (med flera verktygsformar som körs parallellt).Priset skulle med gängse beräkningsmodeller (som inte tar hänsyn till viktiga aspekter) hamna runt 270 000 kronor, vilket är alldeles för dyrt för att kunna bli ett reellt alternativ. Besparingen till följd av sänkt bränsleförbrukning hamnar runt 18 000 kronor under bilens livstid. Kolfiber kommer på grund av de höga kostnaderna troligtvis hålla sig till bilar inom det mer exklusiva prissegmentet och även där i mindre omfattning. Det är inte rimligt att kolfiberkarosser skulle slå igenom på bred front inom en framtid som går att överblicka.

Abstract [en]

The issue discussed in this report is whether carbon fiber reinforced polymers (CFRP) is a suitable material for constructing car bodies. Aspects of technology, economy, safety and environmental inflicts has been taken into regard. The report is partly based on literature, partly on empiric material from studies of three companies in the field of CFRP.

CFRP has several appealing properties:

- The components can be made large; one single composite component may replace several made out of metal.

- The dent resistance is superior to that of steel.

- CFRP has excellent corrosion resistance.

- The tooling investments for composite fabrication are reasonably low.

- The fatigue resistance is greater than that of any known metal structure.

- CFRP products have long lives.

But there are also some disadvantages:

- The cost for the raw material is very high.

- CAD software for designing, predicting properties and making reliable crash simulations need to be developed.

- The productivity is generally low due to the time-consuming operations needed such as the curing of the resin.

- The manufacturing of CFRP is characterized by a low degree of automation and several operations require manually handwork.

The most important results were as follows: The weight of the car body could be reduced with as much as 200 kg if made out of CFRP instead of steel, maintaining the stiffness and strength. The car body could be designed for high absorptions of energy and could be built safer than a car body of steel. The lower weight would result in reduced emissions by estimated 11 %, corresponding to a reduction of 3,3 tons of CO2 calculated on 200 000 km of driving. Resin Transfer Molding (RTM) seems to be the most suitable method for CFRP manufacturing, showing the best technical results being efficient enough (product cycle of about 30 min) for large-scale mass production (when using several tools in parallel). The price would, using current models for calculations (which does not consider certain important aspects), end at about 270 000 SEK, which is far too expensive. The savings as a result of lowered fuel consumption are about 18 000 SEK based on the lifetime of a car. CFRP will probably, due to the high price, be used exclusively in expensive cars and only in small scale. However, it is not likely that car bodies of CFRP will come to a large scale use within a foreseeable future.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 43 p.
Series
Examensarbete inom teknik och management, grundnivå, 160
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-60642OAI: oai:DiVA.org:kth-60642DiVA: diva2:477620
Subject / course
Production Engineering
Uppsok
Technology
Examiners
Available from: 2012-01-20 Created: 2012-01-13 Last updated: 2012-01-20Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1725 kB)683 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1725 kBChecksum SHA-512
0d1cdfd9b68649fd73d9eb7b4d7a05ed22740c86d799631a464d14ce4f49d24700039918bab87fc5ed423c1e26ef62246f428d4f529e4c180e3547b461f129c2
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 683 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 232 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf