近年來環境法規對汽車的條件越來越多,各車廠也紛紛致力開發多種節能替代選擇,無非是希望能讓地球少一份負擔。而對於汽車節能效益來說,除了傳動技術占關鍵位置,車身輕量化同時占據一角。綜觀現今極具輕量化優勢亦符合高強度、高穩定性、耐高溫的材料,非 CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic)碳纖維強化高分子複合材料莫屬。如今日本專精製造複合材質科技的公司 Teijin 宣稱,已開發出世界最快碳纖維車體生產技術,碳纖維材質車體製成耗時不到一分鐘,且已發佈原型電動概念車-EV。
將近 100 年歷史的日本 Teijin 公司起源於 1915 年一間人造絲工廠,如今企業生產各式複合纖維包含碳纖維、聚酯纖維、芳輪纖維(多用於防彈背心)等,甚至跨足醫療產業,現在發表的 EV 電動概念車,就是企業底下碳纖維技術代表作。
關鍵技術,提升大批量產可能
以往光產出一塊碳纖維部件就需多道工續並非常耗時,用來黏著每層碳纖維布料所用樹脂為熱固性樹脂,遇熱則會硬化,因此,以往 CFRP 車體製程大約耗時 5-10 分鐘,而 Teijin 新開發的技術根源是將熱固性樹脂替換為熱塑性樹脂,遇熱則軟化冷卻則硬化,因此在加熱過程可同步塑型,降溫時就成型,利用加壓工法下,不到一分鐘即可完成 CFRP 車體製成,較傳統工法大幅縮短所需耗費的時間,提高了廣泛量產的可能性。此外,Teijin 也同時開發出 CFRP 車體組件接合,以及 CFRP 車體與鋼材接合的關鍵技術,掌握此項技術更有助於縮短車輛生產時間。
根據如此技術製成的 Teijin EV 電動概念車,極速每小時 60 公里與續航力 100 公里的表現,這樣的數據,在現今電動車中表現不算搶眼,但特別的是,完全用 CFRP 製成的車體,重量只有 47 公斤,幾乎是傳統碳纖維車架的五分之一重。Teijin 公司更表示,打算把這項技術介紹給各家車廠與零件供應商,亦會投入輕量化車款的開發與研究。
CFRP 珍貴且昂貴,在汽車工業中,材質輕盈且具高強度極符合賽車需求,最早被運用在 F1 賽車部件中,如今幾乎整輛 F1 賽車都是由 CFRP 打造。之後隨著技術漸趨成熟,碳纖維技術才漸漸下放置一般車輛,但其造價對一般民眾來說依然昂貴,價格是傳統鋼材的幾十倍,且製程費工又耗時,解釋了為甚麼 CFRP 總是僅止於高價車款車身或是特殊部件中,如引擎蓋與輪圈等部份。Teijin 的一分鐘 CFRP 車體製成術,將大大提高了廣泛量產的可能性,且 CFRP 製程縮短對降低成本及量產化具備關鍵影響力。
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