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以宝马为例聊聊碳纤维是如何制造出来的?

       

  这几年车身材料在减重的共识中发生着不同方向的转变,全铝同样也有可能被半路冒出的碳纤维秒杀。

  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。

  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。

  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吨,最终提升到六条生产线吨,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。

  第一步:生产聚丙烯腈纤维原丝,由西格里和日本三菱人造纤维公司在日本大竹的合资公司生产。

  第二步:由后来增加2亿投资建成的摩西湖工厂将聚丙烯腈纤维转化为真正的碳纤维。

  第三步:由位于德国瓦克斯多夫的第二个合资工厂将碳纤维加工成不同类型的编织材料。

  第四步:这些碳纤维织物被运往兰茨胡特和莱比锡的宝马工厂,用于汽车零部件的生产。

  现在汽车性能改装,不用上碳纤维部件出门都不好意思和美女打招呼。那么碳纤维部件是怎样生产出来的呢?下面来看宝马碳纤工厂的生产全过程:

  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:

  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。

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