9月底，比亞迪第900萬輛電動汽車正式下線，車型為仰望U9，是一款集多項科技于一身的高科技電動汽車。值得一提的是，該款車型的整體車身是由碳纖維復(fù)合材料一體成型加工而成。碳纖維被稱為“黑色黃金”，價格昂貴，加工難度極高，而純碳纖維打造的汽車車身近幾年被認為是百萬豪車的標(biāo)配。不過當(dāng)下這些豪車使用的碳纖維車身，多為熱固性碳纖維復(fù)合材料打造，那如何通過技術(shù)手段，打造一款成熟穩(wěn)定的碳纖維汽車車身呢？智上新材料作為從事碳纖維零部件生產(chǎn)加工10年的企業(yè)，可以對此進行一些簡要的解析。
　　
 
　　碳纖維汽車車身一體成型的加工過程包含哪些核心步驟？
　　
　　首選需要說明一點，熱固性碳纖維復(fù)合材料的固化成型加工，整體流程本不算特別復(fù)雜，但是想要充分滿足汽車企業(yè)的需求，打造出符合設(shè)計外觀和使用需求的碳纖維車身，復(fù)雜程度就陡然上升了，這一切都需要從設(shè)計端開始著手。
　　
　　1、設(shè)計與模具：設(shè)計階段需要對汽車車身部件的外觀、重量、性能和安全性等方面全面模擬，使用CAD軟件進行輔助，還原設(shè)計師理想中的外觀樣式，再通過軟件進行有限元分析，預(yù)測碳纖維車身結(jié)構(gòu)在應(yīng)力下的表現(xiàn)，為后續(xù)鋪層打好基礎(chǔ)。另外制作車身對應(yīng)的大型模具，準(zhǔn)備加工相關(guān)的工具。
　　
　　2、預(yù)浸料鋪層：選擇較好品質(zhì)的碳纖維預(yù)浸料，裁切成合適的尺寸，根據(jù)車身的曲線、角度和輪廓，采取不同的鋪層方式（單向、多向、多層等），優(yōu)化強度、剛度和其他性能，纖維方向的預(yù)設(shè)需要滿足車身特定區(qū)域的結(jié)構(gòu)性能需求。
　　
　　3、置入真空袋：預(yù)浸料鋪層完畢后，在中空的部分置入真空袋，以去除任何氣穴或空隙，真空袋確保碳纖維緊密貼合模具形狀，消除缺陷并確保樹脂分布均勻。
　　
 
　　4、高壓釜固化成型：將模具連同真空袋放入熱壓設(shè)備中，施加恒定的熱量和壓力以固化碳纖維預(yù)浸料中的樹脂，需要注意的是根據(jù)不同階段施加不同的溫度和壓力，熱壓結(jié)束后采取合適的冷卻方式（空氣冷卻、水冷等）。
　　
　　5、脫模和加工：因為鋪層前涂抹脫模劑的緣故，成型后的碳纖維車身雛形會更方面脫模，脫模后表面可能存在富余的樹脂，邊緣部分并不是光滑平整的，需要進行切割、打磨處理，后續(xù)還需要噴漆和拋光，旨在充分展示碳纖維紋路的同時，其性能不會受到影響。
　　
　　6、質(zhì)量檢驗：完成表面處理的碳纖維車身并不能直接應(yīng)用，還需要經(jīng)過質(zhì)量檢測，使用無損檢測技術(shù)（超聲波或X射線掃描）檢查車身的完整度，便于識別結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空隙、分層和缺陷，避免結(jié)構(gòu)硬傷造成的損害。另外還要對車身的尺寸進行精確的測量，保證精度達標(biāo)，才能與其他零部件對齊安裝。
　　
 
　　碳纖維汽車車身一體成型加工有哪些難點問題？
　　
　　碳纖維汽車車身不同于鋼材和鋁合金，加工流程和步驟存在較大的差異，而且不同材料涉及的成本核算也不盡相同，因此與以往的金屬車身相比，碳纖維車身的一體成型加工需要克服不少難點和問題。
　　
　　1、成本控制：由于原材料、模具和高度專業(yè)化的生產(chǎn)工藝的原因，碳纖維車身一體成型的加工成本更高，因此豪華超跑上才能充分展現(xiàn)碳纖維的魅力，高昂的價格和高端的品質(zhì)，相得益彰。
　　
　　2、模具復(fù)雜度高：生產(chǎn)碳纖維車身的大型無縫模具的生產(chǎn)難度極大，因為模具加工的尺寸和精度要求越高，成本越高，對成型技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備和加工經(jīng)驗的要求也就越高，往往只有高端成熟車型才會有專屬的生產(chǎn)線和模具，并引入碳纖維復(fù)合材料。
　　
　　3、加工更耗時：碳纖維車身的加工過程費時費力，其中碳纖維預(yù)浸料的鋪疊和固化過程就占據(jù)了很長的一段時間，加上前期的準(zhǔn)備、后期的表面處理等，需要對每一個環(huán)節(jié)每一個細節(jié)精確把控，才能生產(chǎn)出符合要求的碳纖維車身結(jié)構(gòu)。
　　
　　4、缺陷概率高：一體成型的加工方式，決定了一旦留有缺陷，只能整體報廢，而碳纖維復(fù)合材料的天性使得這種情況的發(fā)生概率又提升了不少，因此加工碳纖維汽車車身的難度更上了一個檔次。
　　
 
　　雖然碳纖維復(fù)合材料加工難度高，價格高昂，但卻依然深受豪華汽車品牌的青睞，主要還是其高強的機械性能和出色的吸能效果，在體現(xiàn)品質(zhì)的同時又充分保障了乘客的安全。除了本文開篇提到的仰望U9，早先已經(jīng)有不少車型應(yīng)用了碳纖維車身，如邁凱倫P1、法拉利 LaFerrari和蘭博基尼Sesto Elemento等。值得一提的是，碳纖維技術(shù)還在不斷進步，被予以眾望的熱塑性碳纖維未來很可能替代現(xiàn)行的熱固性碳纖維，更大限度的提升汽車的性能上限和安全性，可以期待這一天早日到來。