优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)

发布时间:2020-06-17 已收录 阅读:539次

高含碳量之纤维 加工複杂高单价
碳纤维是如何製成的?本刊于177期2013年10月号已有详细说明,此单元就不再赘述,而在了解碳纤维材料的运用之前,先来谈谈碳纤维所拥有的优点。

碳纤维是目前比钢铁、铝合金重量更轻、刚性更高、韧性更强的材料,经过高温碳化、烧结的碳纤维,竟然拥有重量不到铁材1/4的优势,而且抗拉强度是铁材的七倍以上,因此,碳纤维可实现轻量化的诉求,变形率相对降低许多,另外具备了热膨胀係数小、耐腐蚀高等特性,碳纤维可说是无往不利,可是为何无法被广泛使用呢?碳纤维是一种强化纤维,自然在耐撞击性的表现上会比较差,再者,碳纤维材料居高不下的价格,以及加工技术较高、较繁杂等问题,都是碳纤维无法普及的原因。

优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)领导汽车科技的F1方程式赛车,大量使用碳纤维材料,才能让引擎性能完全发挥,而且不只是轻,还必须符合空气力学。
特殊花纹无可取代 4000k质感出众
正因为碳纤维成本高、加工繁杂等缺点,早期碳纤维材料先被使用在航太科技上,例如Air Bus A350、A380等飞机製造上,可大幅降低机体重量,便可达成增加飞行距离、改善油耗等目的,但是现在不同了,碳纤维加工技术日新月异,碳纤维材料被广泛使用在Formula 1、Le Mans等竞技用车的製作上,另外像是超跑、甚至是高单价跑车也会大量使用碳纤维材料,像是车舱、钣件或是内装饰板等部分,用途非常广泛,就算原厂没有碳纤维件也没关係,诸如Mansory、ABT等改装品牌,也会推出许多外观、内装碳纤维产品,透过改装仍可感受碳纤维的优点。

优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)碳纤维材料的成本实在过高,汽车的使用上并不普及,不过高单价的超跑对车重锱铢必较,就连车舱也是使用碳纤维材料製成。
注意看碳纤维製品,不难发现碳纤维是「交叉编织」而成,而依照编织方式的差异可分为「菱格纹」或「十字纹」。碳纤维产品的製造商会购买编织完成的碳纤维布,再进行加工成所需的产品。碳纤维布会依照碳纤维丝的「密度」不同而有等级之分,像是2k、3k、4k、6k等,而k就是1000,k数越大就表示碳纤维丝密度越高、强度越高、重量也越重、价格当然也是三级跳,而汽车所使用的碳纤维布以3k左右为大宗,强度、韧性符合加工成型用,原料价格也最为平易近人。

优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)这辆由Mansory以Lamborghini Aventador为基础所打造的Carbonado,改装使用碳纤维材料製成的套件,并包含前加宽40mm、后加宽50mm的叶子板,重量仅比原厂增加了47公斤、为1622公斤,由此可知,碳纤维轻量化的功能。
优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)碳纤维内装饰板与轻量化没有绝对关係,但是没有其它材料可以取代碳纤维花纹所呈现的高质感。
汽车之碳纤维运用 重量减轻性能提高
不管是贴纸、水转印,碳纤维的特殊花纹令人爱不释手,就算是「伪」碳纤维也没关係,因此碳纤维在汽车领域中担任一个非常重要的角色…装饰,千万别这样就小看碳纤维的功能,此材质之所有会被赛车、超跑甚至是改装市场所青睐,就是因为碳纤维有着轻量化的重要任务,与其引擎改上涡轮或机械增压、改装晶片/改写ECU程式等动力升级,都比不上轻量化来得重要,在引擎动力保留原厂的条件下,车身重量得以减轻,车辆加速性能就会改变,引擎出力降低、自然能够改善油耗,当然碳纤维有着高刚性的优点,不会影响行车安全,而这也是为何排气量已高达五、六千c.c.的超跑,还是要使用碳纤维材料製作车身钣件,甚至是座舱的原因。

优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)ABT将多年参赛经验运用到市售产品的开发上,这辆以Audi R8 5.2L V10为基础所打造的R8 GTR,利用碳纤维材料减重了100公斤,加上最大马力升级到620hp,0-100km/h加速由原厂的3.9秒缩短到3.2秒,与其花大钱提升动力,不如减轻重量来得实在。
举个例子来说,超跑等级的Lamborghini在2008年推出Gallardo LP 560-4,其所搭载的5.2L V10引擎可榨出560hp/55.1kgm动力输出,搭配1410公斤的车重,0-100km/h加速只要3.7秒,真是超级会跑!到了2010年,Lamborghini使用Gallardo LP 560-4为基础,再推出LP 570-4 Superleggera轻量化车型,除了最大马力多了10hp之外,藉由引擎盖、后下扰流板、后下分流器与尾翼等,车内的门板、桶型座椅、方向盘等部分换装碳纤维製品之后,大幅减重70公斤、到达1340公斤,0-100km/h加速时间也因此缩短了0.3秒、为3.4秒,由此可知,使用碳纤维减轻车重对于性能的影响之大。

优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)Lamborghini会利用碳纤维推出Superleggera轻量化车型,像图中的Gallardo LP 570-4 Superleggera,透过碳纤维板件的改装成功减轻70公斤,在最大马力仅提升10hp的条件下,0-100km/h加速可缩短0.3秒(3.4秒),由此印证碳纤维对性能的影响颇大。
优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)煞车碟盘的尺寸越来越大,加上必须对抗高温,碳纤维/陶瓷複合材料的运用成为影响制动性能的关键。
优点无敌 Vacuum Carbon Process 碳纤维进化系列报导 (2)内装使用大量的麂皮与碳纤维饰板,看起来质感出众,也增添几分神秘感。