碳纤维分类

   “碳纤”这个词我们时有听闻,由碳纤维制作的改装件也是十分常见,甚至可以说有点泛滥。其由碳素引起的反光很引人注目,外观具有超前的色彩。以碳纤维制作的部件常见为外观空气动力套件,发动机舱内则是各种改装的进气套件会优先采用碳纤维制作。在内装的点缀上也有不少车主喜欢用碳纤维制作的饰品,而随着制造碳纤维的技术越来越成熟,现在的碳纤维材料已经可以承担越来越重要的角色,甚至已经出现了以碳纤制作的车架。
    碳纤维制品的火热,与其自身优异性能无不相关,相信大家对碳纤维的优点都能够如数家珍,在这里也无需再赘言。但是对于碳纤维的几种分类以及制作工艺,恐怕没有多少人会了解。这里主要和大家探讨一下碳纤维的分类以及碳纤维制品的几种不同制作工艺。这个分类并不是指碳纤维的种类或者碳纤维制原料作的分类,而是碳纤维部件的制作分类。本次我们请教了广州市镁丽速动(国际)汽车改装部品有限公司(MLSD)的负责人成总,为我们讲解下碳纤的分类。
    碳纤维部件有干碳纤和湿碳纤之分别,但这个干与湿是指制造工艺不同而造成的干湿类别。碳纤部件在几种制造工艺上迄今为止经历了三代的发展:代的碳纤部件的制作方式是采用手糊碳纤布的方式。在玻璃钢树脂纤维(FRP)上人手贴上碳纤维布,而进行烘干。从这种制作工艺上我们可以发现,这样制作的碳纤维部件的强度其实是由玻璃钢树脂纤维决定的,因此代的碳纤维产品强度并不理想。这就如现在车内饰品包覆碳纤膜的原理一样,虽然会对覆盖件的强度有一定的增加,但更多的是观感上的提升。从外观方面观察,手糊的碳纤制品碳纤纹路的立体感很强,能有效提升视觉感受,但有一点不足的是碳纤维布的纹路会在曲面位置上产生较大的歪曲变形。
    第二代碳纤维部件的制造工艺是采用抽真空的制造形式。第二代制造出来的碳纤部件明显要比代工艺的制品厚度要薄很多,而且重量也轻很多。第二代碳纤维制作工艺上还是以树脂模为主要模具,将贴好保护膜的模体放进装有透气棉的真空袋里,再进行密封。密封完毕后,便进行真空抽取的工序。抽真空的好处是使碳纤膜充分与模体接触,隔绝因为空气的存在而造成不完全粘合,影响成品强度。因为抽真空和烘干等工艺对模具有一定的强度要求。树脂模具在强度会比代产品有很大提升,真正走上了轻量化的方向。碳纤纹路的立体感虽然不强,但是纹路清晰。第二代碳纤制品虽然强度上有了很好的提升,但还不尽人意,有些产品会添加凯夫拉(树脂防弹碳纤维),以增加制品的抗拉强度。第二代工艺制作出来的碳纤产品统称湿碳纤成品。
    第三代就是干式碳纤制作,干碳纤绝对的优势就在于轻,的干碳纤有可能会比一般湿碳纤轻50%。因为干碳纤不需要包覆在玻璃钢树脂纤维上,它是由集成碳纤布加压成型。干碳纤同样需要模具,但模具的类型不是树脂纤维,而是钢模。把几层的碳纤布贴在钢模的表面上,在进行抽真空的工序,抽完真空后便送入真空热压罐里进行热压成型。这个工序对模具的强度和温度承受要求相当高,钢模很好符合了这个要求。碳纤布的抗拉强度是钢的15倍,经过热压成型强度会更高。因此干式碳纤具有优异的性能,更高的强度以及优异的轻量化效果很好的符合了高性能车型的要求。干式碳纤至少要包5层碳纤布才能保证强度标准,加上采用钢模,模具开发成本非常高,比第二代制作工艺的成本高十倍甚至是二十倍。
    由于干碳纤的优异性能,宝马目前已经计划制造全碳纤车型所有车身部件包括车架,车身等以钢材为制造原料的地方都用碳纤替换,一旦量产,这个碳味十足的车型车身重量将减至400公斤。而法拉利在今年的巴黎车展上展示也展出了副只有70kg重的新Enzo车架,这副车架比起Enzo的轻了20%。而现在推出的碳纤制品不仅仅为汽车而服务,这些部件已经深入到我们的生活当中。
    简单的说是制作工艺上的不同决定了功能特性上和价格的差别,通常干式碳纤维用在车体内部机件,用来替代传统金属制件来提高传动、受力等要求,但其禁不住紫外线照射易退化的特性也是他的弊端。而湿式碳纤维通常作为外观件存在,表面工艺更容易处理,相对干式制作成本低廉也是容易推广的条件。通俗的描述两者:一个是低压铸造件,另一个是低压锻压件。