上周分享了特斯拉的全铝车身,相比较铝系材料的轻量化,碳纤维复合材料也是汽车轻量化的一大研究领域,这几年车身材料在减重的共识中发生着不同方向的转变,今天我们就一起来看看宝马采用碳纤维复合材料造的车。
碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材,含碳量在95%以上的高强度材料。
F1赛车大量采用碳纤维,安全性非普通民用车相以相比
碳纤维这东西自从1981年被迈凯轮引入到F1赛车后,直到今天仍然是赛车和超级跑车最佳的制造材料。与数百万一辆造价的F1赛车一样,超级跑车们也纷纷用上碳纤维。但是由于这种材料造价仍然太贵,所以只有最顶尖的超跑才会用碳纤维来打造单体壳车身。
宝马7系虽然也是顶级豪华车,也还不是超跑那种不计成本的车,但宝马也是大量引用碳纤材质:碳纤维轮圈、中网、行李架、前唇、侧裙、后扩散器、外后视镜盖,空调出风口、下部中控台面板等等。
宝马主体骨骼构架上大量应用CFRP碳纤维构件来降低车重和加固车身
我们都知道,碳纤维是非常昂贵的材料,且生产工艺复杂导致产量不足。据有关统计,碳纤维造价为每千克20美元,相比之下,传统的钢制材料造价不到每千克1美元,如何降低成本和大批量生产是最大难题。
为生产碳纤维,原来宝马早在2009年就与德国的SGL Carbon SE成立了专门生产碳纤维配件的合资公司。2014年,两家公司追加投资2亿美元将碳纤维年产量提升了三倍。碳纤维的年产能由原来两条生产线的3000吨,最终提升到六条生产线的9000吨,多出来的产能都让宝马7系这种销量极高的车型消化掉。
由于该项目的战略重要性,宝马做出了一项罕见的举措,即通过购买16%的股份来对抗大众汽车所购买的10%股份,从而保证其在位于德国威斯巴登制造商中的影响力。匡特家族的成员之一Susanne Klatten(宝马的大股东)也购买了SGL的27%的股份,所以BMW对这家公司的控制力远远超过其竞争对手。
宝马的碳纤维需要经过以下几个步骤:
在被精心制造的碳纤维材料
刚刚被制作出的碳纤维材料
碳纤维材料由白色的丙烯酸线纤维烘烤而成
碳纤维车身材料
i3的车身碳纤维材料
工程师正在检查碳纤维车身
工程师正在检查碳纤维材料的表面
生产现场
正在组装的碳纤维车身
已成型的车身侧架
一般车用碳纤维产品分成两大类:
第一类是装饰性碳纤维产品。一般性能改装时很多人喜欢选这种,长脸。
内饰的碳纤维装饰,又分为干碳和湿碳。所谓湿碳,就是像M4的仪表面板,表面经过处理,触感光滑温润:
所谓干碳,就像M2,直接把碳纤的肌理织纹裸露,触感丰满直接。
第二类是功能性碳纤维产品:把金属做的零部件改为碳纤维来做”,从而大幅度减轻整车重量。虽然原则上,我们可以用碳纤来制造整台车的任何一个部件,但是碍于碳纤本身的提取和加工成本过于昂贵,一直没有得到大范围的普及,碳纤维的性能件大多出现在超跑领域,宝马还是独一份。
延伸:碳纤维复合材料加工用到的铣刀、钻头、车刀等图样如下
未来碳纤维造车发展成什么样子,谁都不好说,大家怎么看?
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