211service.com
Waar is de betaalbare auto van koolstofvezel?
Auto-onderdelen gemaakt van koolstofvezel worden al tientallen jaren gebruikt in Europese supercars van meer dan een miljoen dollar, van Ferrari en McLaren. Maar voor het eerst zullen een handvol 2016-modellen die in autodealers in de buurt worden verkocht, ultralichte maar dure koolstofvezelmaterialen bevatten. De nieuwe BMW 7-serie sedan, die begint bij ongeveer $ 80.000, evenals de vergelijkbaar geprijsde sportwagens Alfa Romeo 4C en Chevrolet Corvette Z06, gebruiken koolstofvezelelementen.
Het chassis van de BMW 7-serie combineert staal, aluminium en met koolstofvezel versterkte kunststof. In de bovenstaande afbeelding zijn de zwarte delen rond de deurkozijnen en over het dak van koolstofvezel.
Maar laat dit je niet voor de gek houden door te denken dat koolstofvezelauto's aan de vooravond van de mainstream staan. Hoewel de kosten van koolstofvezelmaterialen en -productie de afgelopen decennia zijn gedaald, blijft het onbetaalbaar voor alles behalve beperkte toepassingen in nichevoertuigen. Hoewel stijgende normen voor brandstofefficiëntie de auto-industrie onmiskenbaar hebben gemotiveerd om de technologie na te streven, gaat het pas in productie als autofabrikanten geloven dat het materiaal een duur model een supercar-achtige aantrekkingskracht kan geven.
Koolstofvezel is een flexibel weefselachtig materiaal dat, in combinatie met een polymeer, kan worden gegoten in de vorm van een auto-onderdeel dat sterker en lichter is dan de huidige stalen en aluminium onderdelen. De hogere kosten zijn gebaseerd op het vezelmateriaal zelf, evenals op langere productietijden. Metalen onderdelen kunnen in seconden worden gestempeld, maar het kan enkele minuten duren voordat een onderdeel van koolstofvezel is gevormd en uitgehard.
BMW gebruikt koolstofvezel in belangrijke dakelementen, ondersteunende dakstijlen en deurkozijnen - in wezen alles wat zich niet op de weg bevindt. Ondertussen worden staal en aluminium gebruikt voor het chassis. We besparen gewicht, maar we besparen veel gewicht, zegt Paul Ferraiolo, hoofd productplanning en strategie voor BMW Noord-Amerika. Het stelt onze ingenieurs in staat om een auto te ontwerpen met een lager zwaartepunt.
Een BMW 7-serie, inclusief koolstofvezel in delen van het frame, wordt geproduceerd in de fabriek van het bedrijf in Dingolfing, Duitsland.
BMW's gebruik van koolstofvezel op de 7-serie maakt gebruik van investeringen en ervaringen bij het gebruik van het materiaal op zijn i3 en i8 plug-in elektrische auto's. Koolstofvezel is economisch voordeliger voor elektrische auto's, omdat lithium-ionbatterijen duur zijn. Minder gewicht betekent een kleiner batterijpakket, een waardevolle afweging. De verschuiving van de i3 naar de 7-serie is een soort migratie van koolstofvezel van de ene beperkte toepassing naar de andere - om investeringen te compenseren die misschien al tien jaar of langer geen alledaagse producten bereiken.
Dezelfde migratie van technologie binnen het bedrijf verklaart het liberale gebruik van koolstofvezel op de $ 75.000 Alfa Romeo 4C-sportwagen, vervaardigd door Fiat-Chrysler Automobiles. Fiat-Chrysler heeft een enorme hoeveelheid ervaring en expertise in koolstofvezeltechnologie, inclusief lessen die zijn geleerd van Ferrari en Maserati, zegt Fabio Migliavacca, een senior productplanner voor Fiat-Chrysler (die ook eigenaar is van die high-end Italiaanse merken).
Ik heb onlangs vijf dagen in de Alfa Romeo 4C gereden. Fiat-Chrysler gebruikte koolstofvezel voor het hele chassis van dit model, en wat een verschil maakt dat. De Alfa Romeo 4C weegt ongeveer 2500 pond, terwijl vergelijkbare luxe roadsters gewoonlijk ongeveer 3000 pond of meer wegen. De ervaring om zo'n lichtgewicht carrosserie snel in en uit bochten te bewegen is veel opwindender dan wat je anders zou verwachten van een 237 pk sterke viercilindermotor. De carrosserie van koolstofvezel voelde zeer wendbaar aan - met een opmerkelijk snelle reactie op input van de strakke besturing van de roadster.
De Alfa Romeo 4C is een roadster van $ 65.000, maar hoe zit het met de meer toegankelijke Mazda MX-5 Miata, die begint bij ongeveer $ 25.000? Koolstofvezel is op dit moment niet kosteneffectief, zegt Dave Coleman, ontwikkelingsingenieur van de nieuwe Miata. We hebben langetermijnplannen om het gewicht in de toekomst te verminderen, maar bij alle technologieën staan grote vraagtekens.
De lijst met vragen is lang. Wanneer zullen we sneller uithardende harsen hebben om de productietijd van koolstofcomposiet te verkorten? Zullen efficiëntere interne verbranding en alternatieven zoals elektrische voertuigen voldoende brandstofefficiëntieverbeteringen opleveren, zelfs als auto's niet veel lichter worden? Zullen autonome veiligheidsvoorzieningen autofabrikanten in staat stellen auto's veilig genoeg te maken om gewicht te besparen door bestaande structurele elementen te verwijderen?
Het is een kwestie van alle relatieve prijzen voor alle bewegende doelpalen, zegt Anthony Vicari, een analist bij Lux Research, dat de acceptatie van koolstofvezel bestudeert. Meerdere onderling verbonden bewegende doelen en kostencurves maken het erg moeilijk om te voorspellen wanneer de materialen van exotische sportauto's, EV's en high-end luxe voertuigen naar grote aantallen auto's die in hoeveelheden van 100.000 eenheden per jaar worden geproduceerd, kunnen overspringen. Mijn beste gok is 10 jaar, zegt Vicari.