車(chē)身材料決定了車(chē)身強度,車(chē)身鋼材決定了車(chē)身質(zhì)量,因此研發(fā)更輕更牢的材料放在車(chē)身各方面,已經(jīng)成為了各品牌減重的關(guān)鍵。
輕量化,這是一個(gè)矛盾的話(huà)題,如何在降低整車(chē)質(zhì)量進(jìn)而降低能源的消耗,并且獲得更多動(dòng)力的同時(shí),又能夠使車(chē)輛有足夠的強度與安全性,顯然是一個(gè)兩難的問(wèn)題。當然,現有的材料可能無(wú)法承擔這樣的重任了。所以,研發(fā)新材料,正是當務(wù)之急。

我們先來(lái)看看最近有什么新材料正在被研發(fā)和量產(chǎn)吧。中國自主研發(fā)了新型的樹(shù)脂基纖維增強復合材料。該材料的重量?jì)H為傳統45號鋼的四分之一,且強度是其10倍。目前該研發(fā)公司已拿下2個(gè)整車(chē)訂單,并正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化基地的籌建工作。
美國麻省理工(MIT)的一支研究團隊創(chuàng )造出了一種全新的3D石墨烯材料,其強度可達鋼的10倍,但密度卻僅為后者的1/20。同時(shí),他們還通過(guò)3D打印的方法再現了這種新材料的結構,并表示該結構在其它材料上也能發(fā)揮作用。就算不以石墨烯為原材料而改用普通材料(比如塑料),這種結構的強度也遠高于普通的結構。
所以,它其實(shí)是可以在很多其它領(lǐng)域發(fā)揮作用,比如用于建造橋梁,橋梁就能在保證強度的情況下變輕許多。還有最新研發(fā)的輕型復合材料,以韌性以及實(shí)用性見(jiàn)長(cháng)的全新碳纖維復合材料,可用以生產(chǎn)引擎蓋、后備箱蓋以及車(chē)門(mén)等汽車(chē)閉合件;TegraCore 聚亞苯基砜(PPSU)泡沫塑料可作為各類(lèi)結構泡沫及夾芯技術(shù)的核心材料,以其良好的抗損性、耐火性以及耐滲透性(包括特種液壓工作油在內的各種液體)。Ajedium 高性能薄膜以及層壓制品,由芳烴含氟工程聚合物制成,質(zhì)量輕盈、經(jīng)久耐用。


以上幾種材料在未來(lái)的目標是有望取代金屬和固體塑料構件,以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,并減少碳排放與燃油消耗。對于一部1-3噸的汽車(chē)而言,每100kg的減重甚至10g的減重都將因為這些的出現而改變。
如今被廣泛應用最多的還是碳纖維,因為它擁有強度高、密度小、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。許多頂級超跑制造商都選擇使用這種材料來(lái)打造超級跑車(chē)。例如布加迪威航、帕加尼Zonda R 以及柯尼塞格 Agera R,法拉利LaFerrari等超跑,全都在生產(chǎn)過(guò)程中使用了碳纖維材料。
當然,越來(lái)越多的民用量產(chǎn)車(chē)開(kāi)始加入了碳纖維的陣營(yíng)。從之前的BMW i系列到最新上市的BMW M760Li XDrive,都將碳纖維應用在車(chē)身的重要部件上。對于碳纖維的生產(chǎn),想必大家知之甚少。其過(guò)程主要包括纖維紡絲、熱穩定化、碳化以及石墨化等環(huán)節,再加上高壓下烘烤分離的樹(shù)脂和碳纖維布,長(cháng)達 24 個(gè)小時(shí)以上的烘干時(shí)間對量產(chǎn)帶來(lái)了許多時(shí)間上的沖擊。

如今,鍛造碳纖維的生產(chǎn)耗的明顯縮短,大大提高了產(chǎn)品成品時(shí)間,其操作更為簡(jiǎn)單,只要將切碎的碳纖維絲與樹(shù)脂結合并夾在兩個(gè)鋼模之間,然后放在 1200-1500psi 的壓力下加熱,三分鐘之后,所需材料就制造完成了。
為了進(jìn)一步挖掘鍛造碳纖維材料的技術(shù)潛力,蘭博基尼在西雅圖成立了一座先進(jìn)復合材料研究中心,更有意思的是,他們還拉上了波音一起合作測試新材料。蘭博基尼好久前發(fā)布的車(chē)型上首次嘗試使用了鍛造碳纖維材料,但因為成本原因,還不能很快讓所有的車(chē)型都用上它。
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