为什么碳纤维做的车那么贵?
从成分上来说,碳纤维是一种含碳量在95%以上的材料,和家里烧的木炭差别不大,但结构上和木炭完全不同。这种材料由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向堆积而成,然后经过碳化和石墨化处理。换句话说,它是一种完全由人为干预制成的无机材料。
简单来说,碳纤维可以由聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶长丝或酚醛纤维碳化而成。不同原料制成的碳纤维是完全不同的。其中,以聚丙烯腈纤维原丝为原料的高性能碳纤维生产工艺较其他方法简单,产量占全球碳纤维总产量的90%以上。
不同厂家生产的产品,因为“编织”方式不同,性能也不同。由长纤维制成的材料在轴向上具有很大的应力强度,但在垂直方向上并不理想,因此适合制作超高强度绳索。兰博基尼的锻造复合材料是以短纤维为基体(无明显纹理)编织而成,因此各方向应力强度均匀,具有弹性,适合制作座椅。Aventador J车型使用的一种全新碳纤维材料叫做“Carbonskin”,由碳纤维浸泡在环氧树脂中精制而成。它的纤维结构更稳定,表面甚至摸起来很柔软。
总之,做碳纤维就像织毛衣。不同的方法,不同的添加剂,不同的工艺,在形态、性能、应用上都有很大的差异。碳纤维可以用来制作轻质高强度的面板,也可以用来制作舒适度堪比沙发的超跑座椅。
为什么这么贵?
碳纤维的制备是一个系统工程,包括一系列复杂的物理和化学反应。有些反应的机理还没有研究透彻,有些反应所需的设备难以满足更高的要求,所以制备难度很大。尤其是那些结构和性能要求不同的零件,制造要求更高,所以碳纤维车成本高的原因是高性能碳纤维(T1000)本身难以制造,根据不同要求定制制造也包含在成本中。
国内碳纤维制造技术一直被国外封锁。虽然经过几代人的不断努力,但目前只能生产T300/T800低端型号(不计成本的军品除外),少数拥有专利的日美碳纤维制造公司在国际市场上一直处于垄断地位,这也是优质碳纤维价格高的重要原因。