來自賽車場的科技-碳纖維材質

2017-11-09 10:54:56

高強度是關鍵

在賽車的空力零件甚至是車體上,通常會採用大量的碳纖維材質,最主要的原因在於相同面積下,能擁有比其他材質(鋁合金或鋼等)還要高的強度及更輕的重量,而且藉由編織手法的不同,還能創造出不同的強度及韌性,不過大家是否知道,同樣是擁有碳纖維紋路的空力套件,底子裡的製程若不同,特性與重量可是天差地別。

在賽車的空力零件甚至是車體上,通常會採用大量的碳纖維材質,最主要的原因在於相同面積下,能擁有比其他材質(鋁合金或鋼等)還要高的強度及更輕的重量,可承受賽事的風力與撞擊。

安裝於外觀鈑件上的碳纖維空力套件,依照製程方式大致上可分成「手積層」、「真空抽吸」與「熱壓成型」三種類。其中熱壓成型的製程是最費工但質量是最好的,完成後的產品不只內外層表面都看得到碳纖維紋路,厚度也超薄重量更輕,成品厚度約1.5mm(手積層碳纖維件厚度約6mm) ,重點是產品精度高,因此即使製成集氣箱,也不用擔心上下蓋子會裝不上去,或對不到螺絲孔等問題

頂尖的碳纖維製程技術,已可用來生產單體化的碳纖維座艙,能確保座艙在高速撞擊下,還能保持一定的完整度。

此外,碳纖維之所以會被大量使用於賽車上,除其擁有輕量化效果外,硬度與抗衝擊的能力也是關鍵之一,像F1賽車的座艙就是單體的碳纖維材質製成,經過撞擊後,並不會整個碎裂,而是呈現網狀破損,代表碳纖維可有效吸收撞擊力道。此外,許多頂尖超跑的內外車體結構性零件都是採用碳纖維材質所打造,其中的製作技術層次已大大超越一般改裝部品的領域,除了需要特殊製程外,大型的真空烤爐也是必備的條件,透過這些條件的匯集,才能打造出符合賽車需求的碳纖維製品,成為真正的高科技賽車產物。

 

值得一提,碳纖維有很強的韌性,碳纖維束水平拉扯時再用力也拉不斷它,但是它卻最怕折到,如果您將碳纖維束打個小結,只要輕輕一拉就斷了,筆者曾做過實驗,僅僅只要用指甲折壓碳纖維束,不需要打結就可拉斷,真是一種神奇的構造特性。

在高剛性的強度吸收下,碳纖維物體經過撞擊後,並不會整個崩裂,而是呈現網狀破損,代表碳纖維可有效吸收撞擊力道。

 

  

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