揭开轻量化尖端科技神秘面纱

2020-07-12 浏览量： 152

空力套件经过实际效能上深入的探讨，或许能够让读者们稍微了解到空气动力学的奥妙之处，但是除了流体力学与造型设计具有其影响关键之处，日常生活中在碳纤维材质的运用更是被航太与顶尖赛车所大量使用，为了让更多读者能够多加了解其差异性，笔者特别探访台湾专门製作碳纤维空力套件大厂Sigmax，藉此揭开这层神祕的碳面纱。碳纤维材质虽然在近年来逐渐普及于汽车市场，但光是在材料细分项目之中就是一门很大的学问，为此在介绍碳纤维套件製作过程前特别先介绍材料的差不同之处。对于最重要的碳纤维布料一般用于汽车上目前可分为1K、3K、6K、9K与12K，最基本起跳的小小一束纤维布内部就高达1000丝(1K)，随着等级往上提高其强度则是呈翻倍成长，然而多数用于车用部分是以3K为最大宗，若是有特殊强度需求者则可採用更高K数的碳纤维布，至于更高的15K材料则是用于RC钢骨大楼，藉由高强度与韧性以有效辅助钢骨结构强度。

碳纤维布料除了可额外区分出功夫龙材质，依据布料密度可区分出1K、3K、6K、9K、12K与15K，除了价格随之增长之外，其强度与韧性也是以倍数增加。

反观碳纤维布以外的功夫龙材质，虽然也是以相同K数作为等级区分，但是在相同K数比较下功夫龙的强度却是大幅度优于碳纤维，经过笔者仔细了解后原来以黄黑色所呈现的功夫龙布除了能看到碳纤维材质之外，黄色的纤维丝为了在强度上能够大幅增加，藉此在材料运用上加入了黄金金丝，因此实际的功夫龙不仅强度更高，就算要顺利剪开布料都需要使用更高强度的剪裁工具，要如何来判别一块碳纤维布的好坏除了可看纹路经过外力拉扯后是否能够恢复成原状，在特殊剪刀裁减之下所回馈的「剪感」也是帮助判断的重要指标。

碳纤维材质之所以能够有高强度主要原因在于其高密度，这1K的布料看似小小一束纤维布内部就高达1000丝，多数用于汽车方面则是以3K为基準。
製作过程全面公开
全新化学变化製程

目前针对碳纤维套件在製作方式上大致可分为乾式、抽真空、湿式与内文即将提到的化学变化等四大类别，前两者所採用的碳纤维布料上就内涵胶质，利用热压或者抽真空方式将多余胶排除以达到最轻重量，强度上两者虽然相同，但乾式碳纤维触感上较脆而抽真空则是软Q，就售价方面也是远远高于后两者。为了达到强度相同、价格减半与重量轻等三大优势，Sigmax特别推出以化学反应製程的碳纤维套件，原则上所有製作品初期必须先行开发模具，利用模具表面层先涂上蜡(方便取下)之后再喷上抗UV胶层，这时在铺上碳纤维布并与涂上特殊化学涂胶，经过化学变化与油压机均衡施加压力于模具时，除了可挤出多余化学涂胶以降低重量负担，受力更平均也能让强度增强并且保留碳纤维纹路最佳状态。

功夫龙除本身有碳纤维，黄色纤维丝为了在强度上能够增加还额外加入黄金金丝，因此就算要顺利剪开布料都需要使用要价八千元的特殊剪裁工具。

随着不同套件与强度所需，从最基本的单层碳纤维布开始上至多层，布料除了在纹路上需要用交错方式堆叠以达到最大结构强度之外，其余施工过程则是以重覆上胶即可。原则上以车内中控台饰板为例，採用双层碳纤维的化学製程就能达到所需强度，而费用方面更是能够控制在乾式碳纤维套件的1/2售价，就效能与竞争力而言确实成为市场上的新宠儿。实际上採用价格较为便宜的化学变化製程，虽然在重量会略为高于乾式或抽真空碳纤维，但碳纤维的轻量化优势还是能明显优于金属材质，据Sigmax厂方人员表示，厂内因应国内改装所需所开发製作的Impreza车门正是以化学变化製程，相较于原厂车门与玻璃总就将近30kg，经过五层碳纤维彻底减重后实际重量即使加上车门周边配件也能控制在9.5kg，对于有减重需求的改装重度玩家绝对是个秘密武器。

相较于市售车辆所採用的第三等级碳纤维材料，F1在面对更高安全性与车体强度上其材料等级是以第四等级才足以应付。

话说碳纤维套件在强度与韧性上是优于传统金属材质，但毕竟这并非实际测试所获得的最终结果，为了证明其产品强度Sigmax特别拿出仅以单层碳纤维与传统玻璃纤维所製成的引擎盖，经过笔者以跳跃方式重重踩下后略微变形的引擎盖非但没有破裂情形发生，只要引擎盖背面轻轻一踢又可以立即恢复原样，如此优异的强度与韧性都是碳纤维套件优势。