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2月27日晚,被譽(yù)為“巔峰駕駛機(jī)器”的小米SU7 Ultra正式上市,其售價僅為52.99萬元,與81.49萬元的預(yù)售價相比,便宜了28.5萬元,這一價格策略無疑給市場帶來了極大的沖擊。更不用說其碳纖維部件的覆蓋范圍和技術(shù)深度,已接近以往200-300萬元級別的超跑水平。因而開售2小時便輕松突破1萬臺訂單,刷新了市場預(yù)期。
©小米
新車不僅性能卓越,而且在材料與設(shè)計上也下足了功夫,大量采用碳纖維和Alcantara等昂貴材料,進(jìn)一步提升了整車的豪華感和科技感。
碳纖維 & Alcantara:從外觀到內(nèi)飾的極致應(yīng)用
碳纖維不僅用于小米SU7 Ultra的車身外觀件,如車標(biāo)、尾翼等,還深入到內(nèi)飾設(shè)計中。其碳纖維車頂面積高達(dá)1.7平方米,減重約12公斤;碳纖維雙風(fēng)道前艙蓋優(yōu)化了空氣動力學(xué)設(shè)計,增加散熱面積10%,并支持全系選配;碳纖維固定大尾翼翼展1560毫米,弦長240毫米,是法規(guī)允許范圍內(nèi)最大的尾翼之一,可提供285公斤的下壓力,顯著提升高速行駛的穩(wěn)定性。
此外,賽道級散熱系統(tǒng)和碳陶剎車也為全系標(biāo)配,使得新車可以直接下賽道,展現(xiàn)其卓越的性能。
除了碳纖維,小米SU7 Ultra在座椅、儀表臺等位置共采用了多達(dá)5平方米的Alcantara材質(zhì)。Alcantara材質(zhì)是由聚酯纖維和聚氨基甲酸酯(聚氨酯)纖維通過特殊的編織和化學(xué)處理工藝制成的。這種材料結(jié)合了多種纖維的特性,具有獨特的質(zhì)感和性能,以其防滑耐磨、易于清理和耐用的特性,成為了豪華汽車內(nèi)飾的首選材料之一。它不僅提升了車內(nèi)的豪華感,還為駕駛者和乘客提供了舒適的觸感和乘坐體驗。
當(dāng)然,小米SU7 Ultra還具備其他諸多亮點。其配備的總功率達(dá)到1548Ps的三電機(jī)全輪驅(qū)動系統(tǒng),使得零百加速時間僅為1.98s。電池包采用寧德時代第二代麒麟高功率電池包,支持最高16C的放電倍率,最大輸出功率為1330kW。這些性能參數(shù)無疑達(dá)到了頂尖水平。
在內(nèi)飾設(shè)計上,小米SU7 Ultra繼續(xù)配備7.1英寸的全液晶儀表和16.1英寸的中控懸浮大屏;一體式座椅、主動側(cè)翼支撐和頭枕音響等配置也進(jìn)一步增強(qiáng)了駕駛者的操控樂趣和舒適性。
行業(yè)探索之路:車企們的碳纖維應(yīng)用實踐踐
復(fù)合材料,尤其是碳纖維復(fù)合材料的使用為汽車設(shè)計帶來了更多的可能性。碳纖維材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕等特性,已經(jīng)成為高端汽車輕量化設(shè)計的理想選擇。碳纖維可以通過編織與模壓工藝,制成各種復(fù)雜形狀。設(shè)計師可以利用這種可塑性,創(chuàng)造出更具未來感和科技感的汽車造型。同時,其加工靈活性也使得汽車制造商能夠更快速地實現(xiàn)設(shè)計概念的量產(chǎn)化,推動汽車設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展。
在小米汽車之前,已有不少車企在碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與實踐。在汽車車身與底盤等結(jié)構(gòu)件制造中,使用碳纖維復(fù)合材料可使車身及底盤重量減輕1倍以上,部分車型減重甚至可達(dá)68%。例如,寶馬i3全碳纖維車身電動車的量產(chǎn),是碳纖維復(fù)合材料在汽車車身制造領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的標(biāo)志性事件。
碳纖維輪轂同樣優(yōu)勢明顯,較傳統(tǒng)金屬輪轂更輕,能降低車輪轉(zhuǎn)動慣量,提升車輛加速與制動性能。福特新一代野馬Shelby GT350R和柯尼賽格Agera車型采用的碳纖維輪轂,便是這一應(yīng)用的典型代表。
在剎車片制造方面,碳纖維材料的高耐磨性和高溫穩(wěn)定性使其成為制造高性能剎車片的理想之選。法拉利Enzo車型采用的碳纖維復(fù)合材料制動盤,能夠承受高溫,有效提高制動性能,縮短剎車距離,保障行車安全。而碳纖維復(fù)合材料傳動軸,相較于傳統(tǒng)金屬傳動軸,重量可減輕60%以上,能顯著提高車輛的能效表現(xiàn),豐田86和蘭博基尼第六元素概念車都采用了這一設(shè)計。
前途K50是國內(nèi)首款大規(guī)模應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料的量產(chǎn)純電動跑車,主打 “輕量化+高性能”。其車身采用全鋁合金框架結(jié)構(gòu),覆蓋件大規(guī)模應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料,全車共29個碳纖維部件,總重僅46.7kg,較傳統(tǒng)鋼材減重40%以上。雖然在量產(chǎn)過程中面臨挑戰(zhàn),但為后續(xù)碳纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用積累了經(jīng)驗。
小米的突破:引領(lǐng)碳纖維應(yīng)用新趨勢
然而,碳纖維的應(yīng)用也面臨著一些阻礙。一方面,碳纖維的制造成本較高,限制了其在汽車領(lǐng)域的普及;另一方面,碳纖維的加工和成型技術(shù)難度較大,需要高精度的設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊。
小米SU7 Ultra的成功上市,不僅為小米汽車帶來了更多的市場關(guān)注和銷量,也推動了碳纖維等復(fù)合材料在汽車行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展,使之成為這一趨勢的引領(lǐng)者。其在多個方面展現(xiàn)出卓越的性能、獨特的設(shè)計與創(chuàng)新能力,也為碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了全新突破。
一方面,小米以互聯(lián)網(wǎng)式 “堆料邏輯”,將大量碳纖維部件應(yīng)用于SU7 Ultra車型,全車共有21處采用了碳纖維部件,覆蓋面積達(dá)5.5平方米。為車輛帶來了顯著的性能提升,也在一定程度上重塑了汽車領(lǐng)域?qū)τ谔祭w維應(yīng)用的認(rèn)知。另一方面,小米積極與供應(yīng)商合作,優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)工藝,探索降低成本的途徑。
從外觀來看,小米SU7 Ultra的碳纖維雙風(fēng)道前艙蓋十分引人注目。該前艙蓋采用了行業(yè)頂級的熱壓罐工藝,這一工藝在航空領(lǐng)域較為成熟,但在汽車制造中應(yīng)用并不廣泛,主要原因在于其成本高昂且存在產(chǎn)能瓶頸。
熱壓罐工藝的流程是將預(yù)浸料(用樹脂基體浸漬連續(xù)纖維或織物制成的復(fù)合材料中間材料)按照設(shè)計要求鋪放于模具上,然后將毛坯密封在真空袋中,放入熱壓罐內(nèi)。在真空狀態(tài)下,熱壓罐設(shè)備通過升溫、加壓、保溫、降溫和卸壓等程序,利用罐內(nèi)均勻的溫度和壓力,使預(yù)浸料中的樹脂流動并浸潤纖維,排除孔隙,完成固化反應(yīng),從而得到所需形狀和性能的復(fù)合材料制品。
小米通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝和與供應(yīng)商的合作,成功地將這一工藝應(yīng)用于汽車制造中,實現(xiàn)了碳纖維部件的高精度制造和批量生產(chǎn)。前艙蓋面積達(dá)到1.73平方米,不僅實現(xiàn)了整體減重1.3公斤,還通過新增的兩個空氣動力學(xué)風(fēng)道優(yōu)化了前部空氣導(dǎo)流性能,使高速穩(wěn)定性提升20%。然而,這一工藝的復(fù)雜性也帶來了諸多挑戰(zhàn)。每個模具在熱壓罐中需要保壓6小時,且受限于設(shè)備容積,難以實現(xiàn)大規(guī)模并行生產(chǎn)。
在鋪貼環(huán)節(jié),該前艙蓋的制造難點在于6層碳布的精準(zhǔn)鋪貼。由于機(jī)械臂目前還無法完全替代這種需要觸覺反饋的精細(xì)作業(yè),因此,這一環(huán)節(jié)采用了人工作業(yè)。在這種情況下,手工生產(chǎn)是高端碳纖維工藝的“必要妥協(xié)”。因為碳纖維布在鋪貼過程中極易產(chǎn)生褶皺或錯位,而這將直接影響最終產(chǎn)品的強(qiáng)度。通過手工調(diào)整每層碳布的纖維走向,從而確保受力結(jié)構(gòu)最優(yōu)。據(jù)透露,僅鋪貼環(huán)節(jié)就需要6小時人工操作。同時,風(fēng)道內(nèi)部的三維異形結(jié)構(gòu)對模具精度要求極高,小米工程師表示,模具誤差必須控制在0.1mm以內(nèi),而自動化設(shè)備在復(fù)雜曲面上的公差控制仍達(dá)不到這個量級。
©小米
小米汽車還在碳纖維激光纏繞轉(zhuǎn)子技術(shù)項目上取得了顯著的進(jìn)展。激光纏繞轉(zhuǎn)子技術(shù)利用激光的高能量密度和精確控制能力,將碳纖維材料緊密地纏繞在轉(zhuǎn)子上。激光器產(chǎn)生的高能量密度激光束聚焦在碳纖維材料上,引發(fā)聚合反應(yīng),使碳纖維快速固化。同時,激光束的移動速度和光斑大小可精確控制,實現(xiàn)碳纖維的精確纏繞。與傳統(tǒng)的制造方法相比,該技術(shù)可以實現(xiàn)高精度的制造,大大提高制造效率,還可通過改變碳纖維的類型和排列方式,實現(xiàn)各種不同性能的轉(zhuǎn)子。
小米的激光原位固化纏繞工藝采用碳纖維預(yù)浸帶,在同一工站設(shè)備上邊纏繞邊利用激光實現(xiàn)碳纖維預(yù)浸帶的固化,工序簡單,一個工位就能全部搞定,纏繞過程中張緊力可直接保持。良率更高,預(yù)緊力更好。
然而,碳纖維材料也并非完美無缺。以小米SU7 Ultra的碳纖維雙風(fēng)道前艙蓋為例,由于該部件完全采用碳纖維材質(zhì)制造,雖然具備高強(qiáng)度和輕量化的優(yōu)勢,但其韌性較低,在受到碰撞或擠壓時容易出現(xiàn)脆性斷裂。因此,如果碳纖維層受損,通常只能選擇更換,而無法通過維修恢復(fù)原狀。
結(jié)語
小米SU7 Ultra在碳纖維加工工藝的應(yīng)用上,既展現(xiàn)出了創(chuàng)新與突破,通過多種復(fù)雜工藝實現(xiàn)了性能與輕量化的提升,又在一定程度上為行業(yè)提供了碳纖維大規(guī)模應(yīng)用的新思路。雖然面臨著成本、維修等方面的挑戰(zhàn),但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善,碳纖維在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景依然十分廣闊,小米SU7 Ultra無疑為這一發(fā)展趨勢提供了一個具有參考價值的范例。
來源:榮格-《國際塑料商情》
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