近年來,車輛製造工藝流程中,我們常聽到「碳纖維」這一材料,它究竟是個啥,為什麼車身架構能用,車身包圍、尾翼也會用,甚至後視鏡材料也有用碳纖維的?
碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量的新型纖維材料,也是一種力學性能優異的新型材料,廣泛用於軍用飛機、太空飛行器、醫療衛生、休閒體育用品中。隨著新材料、新技術的出現,汽車領域也開始廣泛使用碳纖維複合材料。它不僅可以帶來輕量化的車身,還能起到環保的功效。不過,碳纖維車型可是「高不可攀」哦,接下來,車叔帶大家一起看看它為何高高在上?
碳纖維的使用,會讓愛車身輕如燕
碳纖維既有碳材料硬的固有特性,又有碳纖維柔的加工特性。這樣外柔內剛的 「材料之王」在汽車領域最早是運用在F1賽車上,現如今在民用車上也已經開始使用了。碳纖維複合材料重量比鋼輕四分之三,比鋁輕三分之一,在汽車上運用的直接效果就是汽車輕量化。
碳纖維複合材料具有極佳的吸收率,可以達到鋼的六七倍、鋁的三四倍,可以讓車輛駕駛更加穩定安全。
不僅如此,碳纖維還會給你帶來極高的舒適度。碳纖維柔軟拉伸性能很好,可以對整車的靜謐性有很好的提升。碳纖維不會腐蝕和生鏽,可以延長汽車部件的壽命。另外,碳纖維複合材料的設計性比較強,更易於車身開發的平臺化、模塊化、集成化,可以減少工裝投入以及開發周期。最重要的是,在新能源的研發中,碳纖維的應用可以節約衝壓、焊裝生產線以及模具的投入,還可以節約電池的佔用空間。不過,碳纖維也有缺點,那就是抗氧化性不好,使用壽命不及傳統材質,一旦發生剮蹭,很難修復,甚至要進行更換,成本比較高昂。
碳纖維車型「高」不可攀,讓低端車型無法企及
高端汽車品牌很早就開始了碳纖維材料的運用,但是因為成本和技術的問題,廣泛的普及還需要很長一段路要走。碳纖維為何只見於高端車型?因為碳纖維的加工工藝複雜,需要採用熱壓罐,真空導入等工藝,生產效率低,生產周期長、產品造價高,無法大批量規模化生產。
最關鍵的就是成本高昂,碳纖維的材料價格是金屬價格的數倍,這也就制約了汽車領域對其使用的範圍,更是讓低端車型不敢奢望,這就是車叔說的高不可攀。另外,相關的設計人才也很短缺。綜合來看,碳纖維從基礎研發、產品設計、生產工藝選擇,到汽車零件的生產是一個龐大的流程體系,這會給汽車行業的某些車企帶來壓力,因此很多車企都會避而遠之。當然,那些「大戶」人家除外。
(寶馬i3以及i8)
在碳纖維車輛製造領域中最有話語權的車企就是寶馬,為了實現量產電動車的理想,寶馬投入了6億歐元,在德國的萊比錫建立了碳纖維車體生產線,打造出了全世界首座大量生產的碳纖維工廠。在2014年的日內瓦車展中,純電動寶馬i3亮相,使用了大量的創新技術,乘員艙內運用了大量的碳纖維元素,讓人耳目一新,成為了碳纖維在量產汽車上使用的裡程碑,很大程度彌補了電池帶來的重量弊端,不僅讓該車百公裡加速時間少於7秒,還獲得了更多的電池空間和續航裡程。後來,寶馬推出了i8、i7車型,並宣布在7系推廣使用碳纖維及複合材料,不再只追求碳纖維的視覺效應,而是體現碳纖維的本質優良特性。
除了寶馬公司之外,在豐田的首款量產氫燃料電池車Mirai也能看到碳纖維的影子,這款車的碳纖維用量達到了40-50kg,但是價格卻只有30幾萬,這對於新能源車領域來說,又是一大突破。
看完國外的車企,我們再來看看國內,在自主品牌中,能夠運用碳纖維車身的車型少之又少,但也有些敢於創新的車企實現了突破。
前途汽車旗下的首款車型前途K50的上市,成為了國內首款量產型碳纖維汽車。這是一款純電動的雙門跑車,除僅有234kg的全鋁合金框架式車身結構,它的車身覆蓋件幾乎全部採用碳纖維材質,全車共使用了29個碳纖維複合材料零部件,總重量只有46.7公斤,補貼後的售價為68.68萬。據悉,長安的C365車型也會成為國內碳纖維的先行者,這款車是長安首款接近碳纖維車身的汽車,主要用於與碳纖維相關性能數據搜集和各種試驗研究工作。
車叔有話說
對於碳纖維的普及,現在看來還是有點遙不可及,畢竟一個小小部件都價格不菲,讓大部分車企和消費者都覺得高不可攀。只能說,當技術以及成本的壁壘被打破的那一天,碳纖維車型才能走下高地,車叔和大家一樣,期盼著那一天能早點到來。