輕量化的秘密

劉雅坤

在i3車型上，寶馬摒棄了傳統(tǒng)的承載式車身設(shè)計，轉(zhuǎn)而采用了名為“LifeDrive”的模塊構(gòu)架，即將車輛分為ufe和Drive兩個部分，其中ufe模塊大量使用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，成為整車減重的關(guān)鍵。為了給i系列車型持續(xù)供應(yīng)這種高端材料，寶馬公司和西格里公司（SGL Group）聯(lián)合在美國華盛頓州的莫西湖設(shè)立了一個專門的生產(chǎn)工廠。

在這里工人們會把聚丙烯腈（PAN）融合到聚丙烯纖維中，經(jīng)過450℃烘烤，當(dāng)其顏色由金黃色變成黑色之后，再分別放入1300℃和2550℃的烤箱中烘烤，并且烤箱內(nèi)會充人大量的氮氣或者其他惰性氣體，防止纖維在烘烤中自燃，在一定的壓力和溫度下，其轉(zhuǎn)化成極其細(xì)長的碳纖維絲線。這些絲線被纏繞在線軸上，并運(yùn)往寶馬在德國瓦爾斯多夫的零部件加工廠。

根據(jù)使用需要，這些碳纖維絲線將被紡織成各種各樣的結(jié)構(gòu)和樣式，然后工作人員把這些半成品送往萊比錫和蘭茨胡特的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料沖壓車間，完成碳纖維軟性板材（類似坐墊、地毯）的制造。之后，通過樹脂傳遞模塑工藝，寶馬將7～11層的炭纖維軟性板材疊加在一起，以增加其強(qiáng)度。

在樹脂傳遞成型階段之后，利用水激光切割技術(shù)完成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件上的嵌入孔和邊緣的剪裁加工，緊接著在最新的全自動化車身車間中，所有部件進(jìn)行過表面磨砂處理，增加粘附性后，結(jié)合為一個穩(wěn)固的整體。整個部件在離開生產(chǎn)線時已擁有最佳的配合精度，不需要任何額外的連接零件。i3的Life模塊由大約150個部件組成，比傳統(tǒng)鋼板制造所需的部件減少了1/3左右。在生產(chǎn)過程中，不會有螺絲或鉚釘發(fā)出的噪聲煩擾，也不會在焊接時出現(xiàn)火花，每個部件之間僅使用一種先進(jìn)的粘接劑來粘合，并且這一過程同樣可以達(dá)到完全自動化。

在過去的10多年時間里，寶馬公司一直致力于碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)品和創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)，工程師們已經(jīng)把產(chǎn)品的生產(chǎn)周期降低了一半以上，制造和原材料成本也減少了30%～40%。目前，寶馬的工程師又有了進(jìn)一步縮減碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料生產(chǎn)制造周期的新想法，但在i3的實際生產(chǎn)過程中也碰到了不少難題，可工程師們并沒有為之擔(dān)心，因為他們知道這是為了獲得最后的成功所必須經(jīng)歷的經(jīng)驗積累階段。