輕量化的秘密

劉雅坤

在i3車型上，寶馬摒棄了傳統的承載式車身設計，轉而采用了名為“LifeDrive”的模塊構架，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復合材料，成為整車減重的關鍵。為了給i系列車型持續供應這種高端材料，寶馬公司和西格里公司（SGL Group）聯合在美國華盛頓州的莫西湖設立了一個專門的生產工廠。

在這里工人們會把聚丙烯腈（PAN）融合到聚丙烯纖維中，經過450℃烘烤，當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，其轉化成極其細長的碳纖維絲線。這些絲線被纏繞在線軸上，并運往寶馬在德國瓦爾斯多夫的零部件加工廠。

根據使用需要，這些碳纖維絲線將被紡織成各種各樣的結構和樣式，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復合材料沖壓車間，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，以增加其強度。

在樹脂傳遞成型階段之后，利用水激光切割技術完成碳纖維增強復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，所有部件進行過表面磨砂處理，增加粘附性后，結合為一個穩固的整體。整個部件在離開生產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，比傳統鋼板制造所需的部件減少了1/3左右。在生產過程中，不會有螺絲或鉚釘發出的噪聲煩擾，也不會在焊接時出現火花，每個部件之間僅使用一種先進的粘接劑來粘合，并且這一過程同樣可以達到完全自動化。

在過去的10多年時間里，寶馬公司一直致力于碳纖維增強復合材料產品和創新技術的研發，工程師們已經把產品的生產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一步縮減碳纖維增強復合材料生產制造周期的新想法，但在i3的實際生產過程中也碰到了不少難題，可工程師們并沒有為之擔心，因為他們知道這是為了獲得最后的成功所必須經歷的經驗積累階段。