碳纖維結緣汽車貴族車身平民化
日前，寶馬i3量產版車型正式發布。與此同時，作為寶馬i品牌下的款新車，同時也是上款緊湊型純電動MPV車型，其采用的碳纖維車身也自然成了業界議論的焦點。
隨著節能減排和汽車輕量化大方向的日漸明晰，以及碳纖維行業的不斷成熟與發展，碳纖維材料或成汽車界“瘦身革命”的領導者。
何謂“碳纖維車身”？
顧名思義，“碳纖維車身”就是用碳纖維制作的車身。而“碳纖維”則是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，是含碳量高于90%的無機高分子纖維。
作為一種力學性能極為優異的新材料，碳纖維的比重還不到鋼的1/4，而且，其樹脂復合材料的抗拉強度一般也都在3500Mpa以上，單此數值就是鋼的7-9倍。此外，碳纖維的抗拉彈性模量也要明顯高于鋼。
“輕質抗腐蝕”、“軸向強度高”、“耐磨耐高溫”是碳纖維給人留下印象深的幾大特性，同時也是其廣泛應用于軍事、工業、建筑等領域的基石。不過，也并不能盲目地認為“碳纖維”就是所謂的“萬能材料”，它也有其自身的一些“軟肋”。比方說其耐沖擊性較差，很容易受到損傷，而且在強酸作用下會發生氧化，與金屬（比如鋁）復合時還會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。所以，一般來講，碳纖維在使用前都要進行表面處理。
碳纖維與汽車結緣
然而，即便存在些許瑕疵，也依然不能掩蓋碳纖維助推生產生活的強大動力。而由于其自身質量小、強度高、能有效降低油耗等超強特性，碳纖維與汽車結緣其實只是時間問題。
碳纖維早應用于汽車領域，是在上世紀80年代初，不過，當時對碳纖維的使用僅僅局限于賽車車身的板件，其目的也僅是為了減輕賽車的重量。而且，當時的碳纖維板本身壓根就沒有提供任何的車身剛性，所以當時的PORSCHE959使用的是一體金屬車架，而Ferrari288GTO、F40、DIABLO等使用的也都是鋼管式車架，時下風靡的一體式碳纖維車架還無跡可尋。
汽車構件“碳”化升溫
而早出現的一體式碳纖維車架也同樣來自賽車場。1981年，McLarenMP4/1的設計師 JohnBarnard設計了全個一體式碳纖維車架。在如今超級跑車的行列中，McLarenF1、FerrariF50、FerrariEnzo、BugattiEB110SS使用都的是一體式碳纖維車架。
此外，其他聲稱使用碳纖維的車輛，則更多的是將其使用在車架補強或其他裝飾部分上。如福特和保時捷生產的GT型賽車發動機機罩已全部采用碳纖維材料，奔馳的57S型轎車以碳纖維替代原來的木質內飾，通用雪佛蘭轎車則采用碳纖維的底盤內飾材料，寶馬公司也將M6型轎車的頂篷全部采用碳纖維。
現如今，碳纖維復合材料已經在汽車行業得到廣泛應用，無論是傳動軸、剎車片，還是尾翼、引擎蓋，都能看到“碳纖維”的身影。雖然目前還主要是用在豪華車身上，但業內專家預計，整個汽車領域車體構件的“碳化升級”已是大勢所趨，而隨著以后碳纖維成本的降低和范圍內對環保要求的提高，碳纖維在汽車行業的前景一片光明。
“豪門”氣質成阻礙
雖然汽車“碳化”已成新潮，但作為一種技術密集型的關鍵材料，如何降低碳纖材料的生產周期、成本，擺脫其與生俱來的“豪門”氣質，正逐漸成為其在汽車領域深度推廣的阻礙和瓶頸。
據悉，一款超級跑車承載結構的車身從膠合、烘干再到冷卻，不僅工序繁多，更需要長達4天時間。而耗時頗長又幾乎無法自動化的進程，自然給碳纖維在汽車領域的應用披上了“復雜”、“繁瑣”的外衣。
此外，制造成本也是阻礙“碳纖維汽車”平民化進程的關鍵因素。據日本媒體報道，2008年汽車用鋼材的價格約為100多日元／kg、鋁合金材料約為300-400日元／kg，而汽車用碳纖維復合材料的成本則高達數千日元／kg。而為了盡快降低新材料的成本，日產汽車、本田汽車、東麗公司以及東京大學等高校研究機構已經確定，在2015年前后使這一材料技術達到商品化階段，從而摘下其“昂貴”、“奢侈”的面具。
貴族車身平民化
其實，“貴族車身平民化”是汽車技術革命的必然趨勢。早在初，為了能將賽車相關技術盡量平民化，FIA（國際汽車運動聯合會）允許GroupB賽車可以使用任何技術的前提，就是規定相關賽車必須生產200輛民用版本公開發售，以此推動汽車發展。
而如今，現代汽車不斷經歷的“材料革命”，讓碳纖維備受世人推崇，平民化進程只是時間問題。在蘭博基尼、邁凱輪等高端跑車品牌還在加速進行碳纖維材料使用和推廣的同時，寶馬已從今年起開始將碳纖維材料用于制作小型汽車的車身了，貴族材料平民化道路正式發端。
而這一切，則主要歸功于“剁斷碳纖維”（ChoppedCarbon）的使用。經過松脂浸濕，“剁斷碳纖維”便單個成型，再通過鋼制機器的加壓升溫后，就會引起結構的化學反應。6分鐘的全過程，極大地縮短了以往近4天的生產時長，也就滿足了批量生產的需要。雖然堅固性有待加強，但由此得到的材料強度可以和鋼媲美，且其重量更是只有鋼的一半。
現在，寶馬i3的量產計劃已經宣告了“平民碳纖維車身時代”的正式來臨，而小型汽車碳纖維時代的開啟，也勢必會引領汽車領域新一輪的材料革命。
隨著節能減排和汽車輕量化大方向的日漸明晰，以及碳纖維行業的不斷成熟與發展，碳纖維材料或成汽車界“瘦身革命”的領導者。
何謂“碳纖維車身”？
顧名思義，“碳纖維車身”就是用碳纖維制作的車身。而“碳纖維”則是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，是含碳量高于90%的無機高分子纖維。
作為一種力學性能極為優異的新材料，碳纖維的比重還不到鋼的1/4，而且，其樹脂復合材料的抗拉強度一般也都在3500Mpa以上，單此數值就是鋼的7-9倍。此外，碳纖維的抗拉彈性模量也要明顯高于鋼。
“輕質抗腐蝕”、“軸向強度高”、“耐磨耐高溫”是碳纖維給人留下印象深的幾大特性，同時也是其廣泛應用于軍事、工業、建筑等領域的基石。不過，也并不能盲目地認為“碳纖維”就是所謂的“萬能材料”，它也有其自身的一些“軟肋”。比方說其耐沖擊性較差，很容易受到損傷，而且在強酸作用下會發生氧化，與金屬（比如鋁）復合時還會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。所以，一般來講，碳纖維在使用前都要進行表面處理。
碳纖維與汽車結緣
然而，即便存在些許瑕疵，也依然不能掩蓋碳纖維助推生產生活的強大動力。而由于其自身質量小、強度高、能有效降低油耗等超強特性，碳纖維與汽車結緣其實只是時間問題。
碳纖維早應用于汽車領域，是在上世紀80年代初，不過，當時對碳纖維的使用僅僅局限于賽車車身的板件，其目的也僅是為了減輕賽車的重量。而且，當時的碳纖維板本身壓根就沒有提供任何的車身剛性，所以當時的PORSCHE959使用的是一體金屬車架，而Ferrari288GTO、F40、DIABLO等使用的也都是鋼管式車架，時下風靡的一體式碳纖維車架還無跡可尋。
汽車構件“碳”化升溫
而早出現的一體式碳纖維車架也同樣來自賽車場。1981年，McLarenMP4/1的設計師 JohnBarnard設計了全個一體式碳纖維車架。在如今超級跑車的行列中，McLarenF1、FerrariF50、FerrariEnzo、BugattiEB110SS使用都的是一體式碳纖維車架。
此外，其他聲稱使用碳纖維的車輛，則更多的是將其使用在車架補強或其他裝飾部分上。如福特和保時捷生產的GT型賽車發動機機罩已全部采用碳纖維材料，奔馳的57S型轎車以碳纖維替代原來的木質內飾，通用雪佛蘭轎車則采用碳纖維的底盤內飾材料，寶馬公司也將M6型轎車的頂篷全部采用碳纖維。
現如今，碳纖維復合材料已經在汽車行業得到廣泛應用，無論是傳動軸、剎車片，還是尾翼、引擎蓋，都能看到“碳纖維”的身影。雖然目前還主要是用在豪華車身上，但業內專家預計，整個汽車領域車體構件的“碳化升級”已是大勢所趨，而隨著以后碳纖維成本的降低和范圍內對環保要求的提高，碳纖維在汽車行業的前景一片光明。
“豪門”氣質成阻礙
雖然汽車“碳化”已成新潮，但作為一種技術密集型的關鍵材料，如何降低碳纖材料的生產周期、成本，擺脫其與生俱來的“豪門”氣質，正逐漸成為其在汽車領域深度推廣的阻礙和瓶頸。
據悉，一款超級跑車承載結構的車身從膠合、烘干再到冷卻，不僅工序繁多，更需要長達4天時間。而耗時頗長又幾乎無法自動化的進程，自然給碳纖維在汽車領域的應用披上了“復雜”、“繁瑣”的外衣。
此外，制造成本也是阻礙“碳纖維汽車”平民化進程的關鍵因素。據日本媒體報道，2008年汽車用鋼材的價格約為100多日元／kg、鋁合金材料約為300-400日元／kg，而汽車用碳纖維復合材料的成本則高達數千日元／kg。而為了盡快降低新材料的成本，日產汽車、本田汽車、東麗公司以及東京大學等高校研究機構已經確定，在2015年前后使這一材料技術達到商品化階段，從而摘下其“昂貴”、“奢侈”的面具。
貴族車身平民化
其實，“貴族車身平民化”是汽車技術革命的必然趨勢。早在初，為了能將賽車相關技術盡量平民化，FIA（國際汽車運動聯合會）允許GroupB賽車可以使用任何技術的前提，就是規定相關賽車必須生產200輛民用版本公開發售，以此推動汽車發展。
而如今，現代汽車不斷經歷的“材料革命”，讓碳纖維備受世人推崇，平民化進程只是時間問題。在蘭博基尼、邁凱輪等高端跑車品牌還在加速進行碳纖維材料使用和推廣的同時，寶馬已從今年起開始將碳纖維材料用于制作小型汽車的車身了，貴族材料平民化道路正式發端。
而這一切，則主要歸功于“剁斷碳纖維”（ChoppedCarbon）的使用。經過松脂浸濕，“剁斷碳纖維”便單個成型，再通過鋼制機器的加壓升溫后，就會引起結構的化學反應。6分鐘的全過程，極大地縮短了以往近4天的生產時長，也就滿足了批量生產的需要。雖然堅固性有待加強，但由此得到的材料強度可以和鋼媲美，且其重量更是只有鋼的一半。
現在，寶馬i3的量產計劃已經宣告了“平民碳纖維車身時代”的正式來臨，而小型汽車碳纖維時代的開啟，也勢必會引領汽車領域新一輪的材料革命。
