最新の調査レポートによると、自動車用軽量材料の世界市場は2023年から2029年にかけて7.3%のCAGRで成長すると予測されています。2022年の747.9億ドルから2029年までに1,331.41億ドル以上に達すると予想されています。軽量材料は自動車産業におけるエネルギー効率、性能、排出量削減の改善に重要な役割を果たしています。より軽量で効率的な自動車材料とコンポーネントは、今後数年間で業界に革命をもたらすと予測されています。

自動車産業で使用される様々な種類の軽量材料とその応用を探求することで、重量削減と車両全体の効率性向上の目標達成への重要な貢献を強調することができます。

1. 高張力鋼

高張力鋼は、通常の炭素鋼に少量の合金元素を添加して製造されます。鋼の強度が高いほど、重量削減効果が高くなります。この鋼の製造コストは通常の炭素鋼と同様ですが、合金元素の強化効果により、通常の鋼と比較して引張強度が大幅に向上します。現在、高張力鋼は主に自動車の安全部品、フレーム、車体構造に使用されています。

2. アルミニウム合金

アルミニウムは自動車の車体応用において鋼の主要な競合相手です。アルミニウム合金の鋼に対する主な利点は、優れた押し出し成形能力にあり、鋼製の車体パネルをアルミニウム合金パネルに置き換えることで約50%の重量削減が可能です。現在、多くの自動車メーカーが高アルミニウム含量のコンセプトカーを開発することで、自動車の軽量化におけるアルミニウム合金の応用可能性を示しています。自動車産業では、アルミニウム合金の約80%が主にエンジン、ホイール、その他の部品などの領域でダイカスト部品に使用されています。

3. マグネシウム合金

マグネシウムはアルミニウムよりも軽く、密度はアルミニウムのわずか2/3です。自動車で使用されるマグネシウム合金材料は主に鋳造マグネシウム合金で、自動車で使用されるマグネシウムの90%以上を占めています。現在の自動車材料におけるマグネシウム合金の割合は1%未満ですが、軽量化の取り組みに動機付けられた主要な自動車メーカーが世界中でマグネシウム合金の応用に注目しています。例として、米国では一部の車両モデルで使用されるマグネシウム合金の量は車両あたり5.8kgから26.3kgまで様々です。ヨーロッパでは、マグネシウム合金の使用量は北米に次いで2番目に多く、一部の車両モデルでは車両あたり9.3kgから20.3kgのマグネシウム合金が使用されています。

4. 炭素繊維

炭素繊維は炭素含有量が90%以上の繊維状複合材料です。炭素材料の固有の特性を持ちながら、繊維の柔軟性と加工性を備えています。これは新世代の強化繊維です。鋼よりも強度が高く、チタンよりも密度が低いため、電気的、熱的、機械的特性において優れています。炭素繊維強化複合材料は十分な強度と剛性を持ち、車体やフレームなどの自動車の主要な構造部品の製造に最適な軽量材料となっています。炭素繊維複合材料の応用により、自動車の車体とフレームの重量を40%から60%削減できると推定されています。

5. 改質プラスチック

充填、ブレンド、強化などの方法により、難燃性、強度、衝撃強度、靭性、その他の特性を向上させ、一般プラスチックとエンジニアリングプラスチックを基に改質プラスチックが得られました。現在、主に自動車産業の外装部品、内装部品、機能部品および構造部品に使用されています。主要なプラスチックの種類は以下の図に示されています：

重量削減の観点から、現在自動車の軽量化に使用されている材料は、高張力鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素繊維の順に効率が向上する傾向を示しています。しかし、コストの観点からは、これらの材料は高張力鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素繊維の順にコストが増加する傾向があります。 自動車用途の様々な軽量材料の比較。

もちろん、より軽量な自動車部品や製品に移行する方法はたくさんあります。良いニュースは、RPWORLDが内部の専門知識と様々な材料とともに、迅速なプロトタイピングと少量生産のサービスを提供できることです。RPWORLDでは、自動車部品の重量を減らすのに役立つ幅広いリソースがあります。

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