211service.com
Hvor er den overkommelige kulfiberbil?
Bildele lavet af kulfiber er blevet brugt i årtier i europæiske superbiler på mere end 1 million dollars fra folk som Ferrari og McLaren. Men for første gang vil en håndfuld 2016-modeller, der sælges i nabolagets bilforhandlere, indeholde ultralette, men dyre kulfibermaterialer. Den nye BMW 7-serie sedan, som starter ved omkring 80.000 $, samt de tilsvarende priser Alfa Romeo 4C og Chevrolet Corvette Z06 sportsvogne, bruger kulfiberelementer.
Chassiset på BMW 7-serien kombinerer stål, aluminium og kulfiberforstærket plast. På billedet ovenfor er de sorte dele omkring dørkarmene og på tværs af taget af kulfiber.
Men lad ikke dette narre dig til at tro, at kulfiberbiler er på nippet til mainstream. Mens omkostningerne ved kulfibermaterialer og -produktion er faldet i de seneste årtier, er de stadig uoverkommelige for alt andet end begrænsede anvendelser i nichebiler. Selvom stigende brændstofeffektivitetsstandarder unægtelig har motiveret bilindustrien til at forfølge teknologien, går den først i produktion, når bilproducenter mener, at materialet kan appellere til en dyr model i superbil-stil.
Kulfiber er et fleksibelt stoflignende materiale, der i kombination med en polymer kan støbes i form af en bildele, der er stærkere og lettere end nutidens stål- og aluminiumsdele. Den højere pris er baseret på selve fibermaterialet, samt længere produktionstider. Metaldele kan stemples på få sekunder, men det kan tage flere minutter for en kulfiberdel at blive støbt og hærdet.
BMW bruger kulfiber i vigtige tagelementer, bærende tagstolper og dørrammer - i det væsentlige alt, der er højt væk fra vejen. I mellemtiden bruges stål og aluminium til chassiset. Vi sparer vægt, men vi sparer vægt op, siger Paul Ferraiolo, chef for produktplanlægning og strategi for BMW North America. Det giver vores ingeniører mulighed for at designe en bil med et lavere tyngdepunkt.
En BMW 7-serie, inklusive kulfiber i dele af stellet, produceres på virksomhedens fabrik i Dingolfing, Tyskland.
BMWs brug af kulfiber på 7-serien udnytter investeringer og erfaringer med at bruge materialet på sine i3 og i8 plug-in elbiler. Kulfiber giver mere økonomisk mening for elbiler, fordi lithium-ion-batterier er dyre. Mindre vægt betyder en mindre batteripakke, en værdifuld afvejning. Skiftet fra i3 til 7-serien er en slags migrering af kulfiber fra en begrænset applikation til en anden - for at opveje investeringer, der måske ikke når hverdagsprodukter i et årti eller mere.
Den samme virksomhedsinterne migration af teknologi forklarer den liberale brug af kulfiber på $75.000 Alfa Romeo 4C-sportsvognen, fremstillet af Fiat-Chrysler Automobiles. Fiat-Chrysler har en stor ressource af erfaring og ekspertise inden for kulfiberteknologi, herunder erfaringer fra Ferrari og Maserati, siger Fabio Migliavacca, en senior produktplanlægger for Fiat-Chrysler (som også ejer disse avancerede italienske mærker).
Jeg kørte for nylig Alfa Romeo 4C i fem dage. Fiat-Chrysler brugte kulfiber til hele chassiset på denne model, og hvilken forskel det gør. Alfa Romeo 4C vejer omkring 2.500 pund, hvorimod lignende luksus roadstere almindeligvis vejer omkring 3.000 pund eller mere. Oplevelsen af at flytte sådan en letvægts krop hurtigt ind og ud af hjørner er langt mere spændende, end hvad du ellers ville forvente af en 237-hestekræfters firecylindret motor. Kulfiberkroppen føltes meget manøvredygtig - med en bemærkelsesværdig hurtig reaktion på input fra roadsterens stramme styring.
Alfa Romeo 4C er en roadster til $65.000, men hvad med den mere tilgængelige Mazda MX-5 Miata, som starter ved omkring $25.000? Kulfiber er ikke omkostningseffektivt på dette tidspunkt, siger Dave Coleman, udviklingsingeniør for den nye Miata. Vi har langsigtede planer for at reducere vægten i fremtiden, men alle teknologierne har store spørgsmålstegn ved siden af.
Listen af spørgsmål er lang. Hvornår vil vi have hurtigere hærdende harpikser for at reducere produktionstiden for kulstofkomposit? Vil mere effektiv intern forbrænding og alternativer som elbiler give nok brændstofeffektivitetsforbedringer, selvom bilerne ikke bliver meget lettere? Vil autonome sikkerhedsfunktioner give bilproducenter mulighed for at gøre biler sikre nok til at spare vægt ved at fjerne eksisterende strukturelle elementer?
Det er et spørgsmål om alle de relative priser for alle de bevægelige målstolper, siger Anthony Vicari, analytiker hos Lux Research, som studerer adoption af kulfiber. Flere indbyrdes forbundne bevægelige mål og omkostningskurver gør det meget vanskeligt at forudsige, hvornår materialerne kan springe fra eksotiske sportsvogne, elbiler og luksusbiler af høj kvalitet til højvolumenbiler produceret i mængder på 100.000 enheder om året. Mit bedste gæt er 10 år, siger Vicari.