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汽车巨头开打碳纤维战 将掀产业革命

  碳纤维的重量只有钢铁的2/3,而强度却是钢铁的5倍。这种神奇的材料在汽车制造业中正扮演着越来越重要的角色。如果采用碳纤维大批量生产汽车成为可能,燃油经济性将会得到显著改善。汽车制造商们都开始竞相抢占在碳纤维材料开发领域的领先地位。

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  碳纤维代替钢铁制造汽车将大大减轻车身的整体重量,大大提高燃油经济性。汽车制造商们对这一设想的可行性深信不疑,并且跃跃欲试。宝马汽车公司(BMW)就是个典型的例子。上周,宝马汽车董事局主席诺伯特。雷瑟夫从慕尼黑飞往纽约,参加一个退休晚宴。之后,他又一路向西,长途飞行6,000英里,直奔华盛顿,出席一家碳纤维制造厂的开业典礼。这家工厂由宝马和另外一家公司联合创办。对于一项未经验证的新技术来说,雷瑟夫的此次飞行之旅的确可以称得上是大动干戈。

  首先将细密的碳纤维丝纺成纱线,并将纱线织成布料。然后,将织成的布料放入模具,加入树脂使其硬化,于是便制造出这种具有非凡特质的新型材料——碳纤维。

  碳纤维不仅用于制造钓鱼竿和网球拍,还大量应用于飞机制造业,如梦幻波音喷射客机787(Boeing787 Dreamliner)以及一级方程式赛车车体制造。多款高性能汽车,如宝马M6和雪佛兰科尔维特(Chevrolet Corvette),车体外板均采用碳纤维材料。不仅如此,它还取代了车内装饰用的薄木板和铝制材料,成为新的装饰材料。

  美中不足的是,碳纤维的大规模应用目前还无法实现。首要的原因就在于这种材料的造价太高。据估计,一磅碳纤维价值10美元。虽然较之十年前的一磅150美元已经便宜了很多,但与一磅钢铁的价格相比,仍旧贵了10至20倍。

  另一方面的原因是,碳纤维的制造过程费时费力,很难实现大规模生产;而且,其固化时间也需要数小时。此外,碳纤维无法降解,因此无法循环再利用。

  这些不利因素并未阻止宝马进军碳纤维制造领域的步伐。在美国华盛顿州,西雅图以东180英里处,宝马正投资1亿美元,建设一家碳纤维制造厂。该厂由宝马和德国西格里碳素集团(SGLCarbonSE)联合创办并经营,计划于本月开始生产碳纤维丝。碳纤维丝随后将运往位于德国的另一家合资企业,加工成轻型纤维织物。

  其他德国汽车制造商也不甘落后。为避免出局的危险,宝马主要竞争对手——奥迪汽车(Audi)制造商德国大众(Volkswagen)——增持了西格里公司9.9%的股份。梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)也不甘人后。目前,它正联手一家日本公司,在德国建立自己的碳纤维制造工厂。据彭博社(Bloomberg)报道,梅赛德斯的目标是将下一代奔驰车结构重量减少10%.

  三大汽车巨头并非没有追赶目标。因为英国著名赛车研发制造公司麦克拉伦(Tiny McLaren)计划今年就将1,000MP4-12C赛车的底盘全部换成碳纤维材料,底价为231,400美元。

  宝马正致力于应用碳纤维研发两款未来车型,这两款车计划于2013年发布。宝马采用一种新的加工方式——机器人加工,运用注压成型工艺,几分钟之内就可完成汽车零部件的加工。而宝马生产的车型,从迷你库柏(Mini Coopers)到劳斯莱斯(Rolls-Royces),每一辆新款车都将与之前的款式全然不同。

  宝马i3将采用四座设计,且由电动或汽油引擎提供动力,而重量仅有大约1.225吨,相当于日产聆风型汽车(Nissan Leaf)重量的80%.据《汽车新闻报》(Automotive News)报道,宝马i3的产量计划为每年30,000辆,主要投放城市地区。宝马i8将设计成混合动力车,同时装配燃气和电力发动机。在保持对法拉利(Ferrari)汽车的速度优势下,宝马i8每行驶20英里只需一电荷的电量;而每行驶50英里,也只需消耗一加仑汽油。

  这两款车的售价都不便宜。据权威IT网站Extreme Tech的撰稿人比尔。霍华德估计,宝马i3的售价将达50,000美元,而宝马给i8的定价为170,000美元左右。相比之下,雪佛兰纯电动车ChevyVolt的售价仅为43,000美元,而全球首款量产版电动敞篷跑车Teslaroadster的售价也只有109,000美元。

  宝马董事长雷瑟夫表示:“碳纤维是21世纪汽车制造业的关键原材料,将会在汽车研发和制造领域带来一场变革。”

  然而,他并未提及碳纤维优于其他节能技术的主要特点:碳纤维随处可见;它不会像太阳能、天然气,或氢燃料电池那样,说不定哪天就无处可寻了。