不久前，玲瓏輪胎研發(fā)的碳納米管增強(qiáng)的超耐磨全鋼輪胎產(chǎn)品，榮獲第十八屆山東省青年職業(yè)技能競(jìng)賽創(chuàng)新創(chuàng)效專項(xiàng)賽銀獎(jiǎng)，成為山東省本屆該項(xiàng)賽事唯一入圍且獲獎(jiǎng)的輪胎企業(yè)。
碳納米管被稱為“超級(jí)纖維”，是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。作為一種一維納米材料，碳納米管的長(zhǎng)徑比極大、碳原子六邊形連接完美，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)。
然而，碳納米管在橡膠基體中極其易團(tuán)聚、難以分散，限制了在輪胎行業(yè)中的推廣應(yīng)用。
次輕量級(jí)的碳纖維車輪已經(jīng)得到了福特、通用和保時(shí)捷的認(rèn)可，但在整個(gè)汽車行業(yè)內(nèi)，仍舊有許多人對(duì)其發(fā)展前景持懷疑態(tài)度。
當(dāng)下，有許多技術(shù)承諾都聲稱它們將在未來(lái)改變汽車行業(yè)，這個(gè)“未來(lái)”通常是不確定且未知的。登米德認(rèn)為，碳纖維時(shí)代將很快到來(lái)，可能就在幾年之內(nèi)。
1、減重，增加續(xù)航
登米德的碳纖維研發(fā)與迪肯大學(xué)有著密不可分的關(guān)系。今天Carbon Revolution的工廠就在迪肯大學(xué)，登米德也曾帶領(lǐng)學(xué)校SAE（國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)）方程式車隊(duì)進(jìn)行工程研究。
在學(xué)校的時(shí)候，他和伙伴們用自制的玻璃纖維模具來(lái)鋪設(shè)13英寸（33cm）的小型車輪，以提高他們從零開(kāi)始建造的賽車的性能。他們的制造能力在短時(shí)間內(nèi)逐漸增強(qiáng)，可以生產(chǎn)小批量的原型車輪，其中一些用于他們自己的車。登米德說(shuō)：“當(dāng)我回頭再看時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的成品其實(shí)挺粗糙的。”
Carbon Revolution公司就是從那個(gè)時(shí)候起開(kāi)始飛速發(fā)展的。今天，他們?yōu)楸泵赖貐^(qū)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的汽車提供輕質(zhì)車輪——從法拉利和保時(shí)捷到福特野馬Shelby GT500和2023年雪佛蘭科爾維特Z06。盡管對(duì)高性能轎車來(lái)說(shuō)，車輛減重已不是什么新鮮話題，但這個(gè)市場(chǎng)十分有限，登米德也開(kāi)始熱衷于將碳輪轂推廣到潛力更加廣闊的市場(chǎng)，如電動(dòng)汽車。
“與減少汽車其他部分的規(guī)模相比，減少車輪規(guī)模會(huì)產(chǎn)生倍增效應(yīng)?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)，“用更少的能量使車輪加速，在制動(dòng)時(shí)用更少的能量使其減速。”
更少的能量使用立即能夠轉(zhuǎn)化為更大的續(xù)航里程。反過(guò)來(lái)，也有效地加快了充電的速度。而且，由于其材料特性，伴隨著優(yōu)化動(dòng)力學(xué)的車輪設(shè)計(jì)逐步發(fā)展，碳纖維的重量?jī)?yōu)勢(shì)也會(huì)隨之增強(qiáng)。
“用金屬當(dāng)然也能夠完成一個(gè)真正符合空氣動(dòng)力學(xué)的車輪。但這樣的話，車輪會(huì)變得更重?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)。這一點(diǎn)在大直徑的車輪上變得特別明顯，比如雪佛蘭Silverado電動(dòng)車上的24英寸（61cm）車輪。而同樣的尺寸，如果使用碳纖維材料，車輪可以減少多達(dá)45%的重量，這取決于客戶想要怎樣的耐久性。
“使用碳纖維，中空部分能夠有非常薄的壁結(jié)構(gòu)，不需要擔(dān)心重量也可以達(dá)成符合空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)格和性能。目前已經(jīng)有客戶對(duì)24英寸（61cm）和26英寸（66cm）的車輪感興趣，希望用來(lái)作為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置?！钡敲椎抡f(shuō)道。
2、數(shù)不盡的耐用性測(cè)試
不管是實(shí)際使用過(guò)，還是新聞上看到過(guò)，很多人都對(duì)于時(shí)不時(shí)發(fā)生的碳纖維輪轂變形、開(kāi)裂的小事故并不陌生。
談到它們的耐用性，登米德說(shuō)這是一個(gè)絲毫不需要擔(dān)心的問(wèn)題：“Carbon Revolution的首席執(zhí)行官杰克·丁格爾（Jake Dingle）有一輛寶馬320d，采用的便是自研發(fā)車輪。他住在墨爾本，每天開(kāi)車200公里去工廠，之后再返回。5年里沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題?！?/span>
登米德強(qiáng)調(diào)，目前在北美有大約4萬(wàn)個(gè)碳纖維車輪在路上行駛。這在很大程度上可以說(shuō)明，這一技術(shù)已經(jīng)處于基本成熟的階段。
車輪制造商會(huì)為碳纖維輪轂制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然，重要的是它的車輪必須達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，他們還需要通過(guò)汽車制造商的嗅探測(cè)試。因?yàn)槠囍圃焐滩攀悄切┤绻霈F(xiàn)任何問(wèn)題需要為車主負(fù)責(zé)的企業(yè)。
同樣，換個(gè)角度看，我們都知道汽車公司大概是地球上一些最規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的企業(yè)。如果它們不認(rèn)為碳纖維車輪已經(jīng)準(zhǔn)備好了，碳革命就不會(huì)有今天的成就。
但這一過(guò)程是漫長(zhǎng)的，部分原因是每個(gè)車輪都要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程。車輪制造商采用一種擬議的設(shè)計(jì)，并會(huì)模擬其抗疲勞和抗沖擊的表現(xiàn)，從使用的樹(shù)脂類型到每層的碳編織方向，將盡可能想到的所有因素都考慮在內(nèi)。
“客戶對(duì)耐用性測(cè)試的要求非常高，設(shè)計(jì)一個(gè)車輪并將其投入生產(chǎn)通常是兩到三年的過(guò)程?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)。
2023年雪佛蘭護(hù)衛(wèi)艦Z06上的可選碳纖維車輪將非簧載質(zhì)量減少了41磅（18.6KG）（圖源：雪佛蘭）
“在獲得模擬批準(zhǔn)后，會(huì)對(duì)原型車輪展開(kāi)一系列的實(shí)際上路測(cè)試，我們必須通過(guò)所有這些測(cè)試，然后它們才能被安裝到車輛上并投入使用。”然后，汽車制造商會(huì)對(duì)原型車再次進(jìn)行自己的測(cè)試——這些車輪在到達(dá)客戶那里之前，經(jīng)歷了數(shù)不盡的測(cè)試。
3、價(jià)格走勢(shì)
登米德和他的同事們認(rèn)為，正是這種經(jīng)過(guò)性能驗(yàn)證、由OEM支持的技術(shù)可以使電動(dòng)汽車更精簡(jiǎn)，更環(huán)保。碳輪的減重和空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)相得益彰，效率可能提高約5%。在一輛續(xù)航里程為300英里（483公里）的電動(dòng)汽車上，僅僅更換車輪就能獲得15英里（24公里）的額外續(xù)航里程。
當(dāng)你就差了那么一點(diǎn)距離就可以開(kāi)回家或到達(dá)最近的充電樁的時(shí)候，這個(gè)看起來(lái)不起眼的24公里可太關(guān)鍵了。而丹米德對(duì)碳纖維輪轂的價(jià)格走向同樣持樂(lè)觀態(tài)度。
現(xiàn)在的價(jià)格仍舊在持續(xù)走低，目前，一套售后碳輪轂價(jià)格在1.2萬(wàn)美元左右，四五年后，隨著批量生產(chǎn)的增加，預(yù)期會(huì)降至大多數(shù)消費(fèi)者都能夠接受的區(qū)間，一套低至2000美元都有可能。
裝備了碳纖維輪轂的車主經(jīng)常給出這樣的反饋，當(dāng)他們?cè)噲D向周圍朋友們介紹這個(gè)輪胎的時(shí)候，往往沒(méi)什么回應(yīng)。人們對(duì)新事物的接受程度似乎一直是這樣，對(duì)于碳纖維輪轂的理解也普遍不成熟。
更換碳纖維車輪和鋁制車輪沒(méi)有什么區(qū)別，只是目前，人們害怕有可能損壞昂貴的車輪。但是對(duì)于陌生車輪的不安很大概率會(huì)隨著價(jià)格的下降逐漸消失。
這種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用有可能影響很多行業(yè)。從個(gè)人運(yùn)輸?shù)胶竭\(yùn)和車隊(duì)，在全球運(yùn)輸能源消耗方面做出微小但關(guān)鍵的改變。最終，就像人類發(fā)展長(zhǎng)河中的太多例子一樣，技術(shù)將無(wú)情地向前推進(jìn)。
這與多年前卡車行業(yè)從鋼制車輪轉(zhuǎn)向鋁制車輪的情況相同。技術(shù)是不可磨滅的，節(jié)約和高效也是真實(shí)存在的，就像現(xiàn)在已經(jīng)在使用碳纖維輪轂的車主一樣，最終會(huì)有更多人發(fā)現(xiàn)它的好。這只是時(shí)間問(wèn)題。
文章來(lái)源： 汽車商業(yè)評(píng)論，中國(guó)橡膠雜志
碳納米管被稱為“超級(jí)纖維”，是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。作為一種一維納米材料，碳納米管的長(zhǎng)徑比極大、碳原子六邊形連接完美，具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)。
然而，碳納米管在橡膠基體中極其易團(tuán)聚、難以分散，限制了在輪胎行業(yè)中的推廣應(yīng)用。
次輕量級(jí)的碳纖維車輪已經(jīng)得到了福特、通用和保時(shí)捷的認(rèn)可，但在整個(gè)汽車行業(yè)內(nèi)，仍舊有許多人對(duì)其發(fā)展前景持懷疑態(tài)度。
當(dāng)下，有許多技術(shù)承諾都聲稱它們將在未來(lái)改變汽車行業(yè)，這個(gè)“未來(lái)”通常是不確定且未知的。登米德認(rèn)為，碳纖維時(shí)代將很快到來(lái)，可能就在幾年之內(nèi)。
1、減重，增加續(xù)航
登米德的碳纖維研發(fā)與迪肯大學(xué)有著密不可分的關(guān)系。今天Carbon Revolution的工廠就在迪肯大學(xué)，登米德也曾帶領(lǐng)學(xué)校SAE（國(guó)際汽車工程師學(xué)會(huì)）方程式車隊(duì)進(jìn)行工程研究。
在學(xué)校的時(shí)候，他和伙伴們用自制的玻璃纖維模具來(lái)鋪設(shè)13英寸（33cm）的小型車輪，以提高他們從零開(kāi)始建造的賽車的性能。他們的制造能力在短時(shí)間內(nèi)逐漸增強(qiáng)，可以生產(chǎn)小批量的原型車輪，其中一些用于他們自己的車。登米德說(shuō)：“當(dāng)我回頭再看時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的成品其實(shí)挺粗糙的。”
Carbon Revolution公司就是從那個(gè)時(shí)候起開(kāi)始飛速發(fā)展的。今天，他們?yōu)楸泵赖貐^(qū)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的汽車提供輕質(zhì)車輪——從法拉利和保時(shí)捷到福特野馬Shelby GT500和2023年雪佛蘭科爾維特Z06。盡管對(duì)高性能轎車來(lái)說(shuō)，車輛減重已不是什么新鮮話題，但這個(gè)市場(chǎng)十分有限，登米德也開(kāi)始熱衷于將碳輪轂推廣到潛力更加廣闊的市場(chǎng)，如電動(dòng)汽車。
“與減少汽車其他部分的規(guī)模相比，減少車輪規(guī)模會(huì)產(chǎn)生倍增效應(yīng)?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)，“用更少的能量使車輪加速，在制動(dòng)時(shí)用更少的能量使其減速。”
更少的能量使用立即能夠轉(zhuǎn)化為更大的續(xù)航里程。反過(guò)來(lái)，也有效地加快了充電的速度。而且，由于其材料特性，伴隨著優(yōu)化動(dòng)力學(xué)的車輪設(shè)計(jì)逐步發(fā)展，碳纖維的重量?jī)?yōu)勢(shì)也會(huì)隨之增強(qiáng)。
“用金屬當(dāng)然也能夠完成一個(gè)真正符合空氣動(dòng)力學(xué)的車輪。但這樣的話，車輪會(huì)變得更重?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)。這一點(diǎn)在大直徑的車輪上變得特別明顯，比如雪佛蘭Silverado電動(dòng)車上的24英寸（61cm）車輪。而同樣的尺寸，如果使用碳纖維材料，車輪可以減少多達(dá)45%的重量，這取決于客戶想要怎樣的耐久性。
“使用碳纖維，中空部分能夠有非常薄的壁結(jié)構(gòu)，不需要擔(dān)心重量也可以達(dá)成符合空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)格和性能。目前已經(jīng)有客戶對(duì)24英寸（61cm）和26英寸（66cm）的車輪感興趣，希望用來(lái)作為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置?！钡敲椎抡f(shuō)道。
2、數(shù)不盡的耐用性測(cè)試
不管是實(shí)際使用過(guò)，還是新聞上看到過(guò)，很多人都對(duì)于時(shí)不時(shí)發(fā)生的碳纖維輪轂變形、開(kāi)裂的小事故并不陌生。
談到它們的耐用性，登米德說(shuō)這是一個(gè)絲毫不需要擔(dān)心的問(wèn)題：“Carbon Revolution的首席執(zhí)行官杰克·丁格爾（Jake Dingle）有一輛寶馬320d，采用的便是自研發(fā)車輪。他住在墨爾本，每天開(kāi)車200公里去工廠，之后再返回。5年里沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題?！?/span>
登米德強(qiáng)調(diào)，目前在北美有大約4萬(wàn)個(gè)碳纖維車輪在路上行駛。這在很大程度上可以說(shuō)明，這一技術(shù)已經(jīng)處于基本成熟的階段。
車輪制造商會(huì)為碳纖維輪轂制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然，重要的是它的車輪必須達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，他們還需要通過(guò)汽車制造商的嗅探測(cè)試。因?yàn)槠囍圃焐滩攀悄切┤绻霈F(xiàn)任何問(wèn)題需要為車主負(fù)責(zé)的企業(yè)。
同樣，換個(gè)角度看，我們都知道汽車公司大概是地球上一些最規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的企業(yè)。如果它們不認(rèn)為碳纖維車輪已經(jīng)準(zhǔn)備好了，碳革命就不會(huì)有今天的成就。
但這一過(guò)程是漫長(zhǎng)的，部分原因是每個(gè)車輪都要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程。車輪制造商采用一種擬議的設(shè)計(jì)，并會(huì)模擬其抗疲勞和抗沖擊的表現(xiàn)，從使用的樹(shù)脂類型到每層的碳編織方向，將盡可能想到的所有因素都考慮在內(nèi)。
“客戶對(duì)耐用性測(cè)試的要求非常高，設(shè)計(jì)一個(gè)車輪并將其投入生產(chǎn)通常是兩到三年的過(guò)程?！钡敲椎陆忉屨f(shuō)。
2023年雪佛蘭護(hù)衛(wèi)艦Z06上的可選碳纖維車輪將非簧載質(zhì)量減少了41磅（18.6KG）（圖源：雪佛蘭）
“在獲得模擬批準(zhǔn)后，會(huì)對(duì)原型車輪展開(kāi)一系列的實(shí)際上路測(cè)試，我們必須通過(guò)所有這些測(cè)試，然后它們才能被安裝到車輛上并投入使用。”然后，汽車制造商會(huì)對(duì)原型車再次進(jìn)行自己的測(cè)試——這些車輪在到達(dá)客戶那里之前，經(jīng)歷了數(shù)不盡的測(cè)試。
3、價(jià)格走勢(shì)
登米德和他的同事們認(rèn)為，正是這種經(jīng)過(guò)性能驗(yàn)證、由OEM支持的技術(shù)可以使電動(dòng)汽車更精簡(jiǎn)，更環(huán)保。碳輪的減重和空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)相得益彰，效率可能提高約5%。在一輛續(xù)航里程為300英里（483公里）的電動(dòng)汽車上，僅僅更換車輪就能獲得15英里（24公里）的額外續(xù)航里程。
當(dāng)你就差了那么一點(diǎn)距離就可以開(kāi)回家或到達(dá)最近的充電樁的時(shí)候，這個(gè)看起來(lái)不起眼的24公里可太關(guān)鍵了。而丹米德對(duì)碳纖維輪轂的價(jià)格走向同樣持樂(lè)觀態(tài)度。
現(xiàn)在的價(jià)格仍舊在持續(xù)走低，目前，一套售后碳輪轂價(jià)格在1.2萬(wàn)美元左右，四五年后，隨著批量生產(chǎn)的增加，預(yù)期會(huì)降至大多數(shù)消費(fèi)者都能夠接受的區(qū)間，一套低至2000美元都有可能。
裝備了碳纖維輪轂的車主經(jīng)常給出這樣的反饋，當(dāng)他們?cè)噲D向周圍朋友們介紹這個(gè)輪胎的時(shí)候，往往沒(méi)什么回應(yīng)。人們對(duì)新事物的接受程度似乎一直是這樣，對(duì)于碳纖維輪轂的理解也普遍不成熟。
更換碳纖維車輪和鋁制車輪沒(méi)有什么區(qū)別，只是目前，人們害怕有可能損壞昂貴的車輪。但是對(duì)于陌生車輪的不安很大概率會(huì)隨著價(jià)格的下降逐漸消失。
這種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用有可能影響很多行業(yè)。從個(gè)人運(yùn)輸?shù)胶竭\(yùn)和車隊(duì)，在全球運(yùn)輸能源消耗方面做出微小但關(guān)鍵的改變。最終，就像人類發(fā)展長(zhǎng)河中的太多例子一樣，技術(shù)將無(wú)情地向前推進(jìn)。
這與多年前卡車行業(yè)從鋼制車輪轉(zhuǎn)向鋁制車輪的情況相同。技術(shù)是不可磨滅的，節(jié)約和高效也是真實(shí)存在的，就像現(xiàn)在已經(jīng)在使用碳纖維輪轂的車主一樣，最終會(huì)有更多人發(fā)現(xiàn)它的好。這只是時(shí)間問(wèn)題。
文章來(lái)源： 汽車商業(yè)評(píng)論，中國(guó)橡膠雜志