碳纖賽車工業SEIBON CARBON FIBER

從航太工業後,碳纖維經過F1方程式賽車、利曼24小時賽車的進化,終於進入了房車也能運用的年代,而這塊充滿熱血活力的市場自然吸引了無數改裝廠跟進,究竟多如過江之鯽的改裝品牌中,什麼樣的碳纖維製品才是真正的好東西?本篇報導帶你從頭認識Carbon Fiber到底是什麼東西?

文/圖˙Viper
協力˙萊羿(05)238-7755
網址˙www.seiboncarbon.com

問世兩世紀碳纖維的演進

1879年發明大王愛迪生為了尋找耐高溫且可通電之燈絲,利用竹子纖維燒結碳化出第一條碳纖維,但他所製的碳纖維太脆弱,雖可通電發光,但離真正實用的地步尚有一段距離。1959年Union Carbide公司以嫘縈纖維燒結出高強度之碳纖維,大阪研究所進騰教授利用聚丙烯?燒成碳纖維,1965年日本大谷杉郎又發明瀝青系碳纖維,此後碳纖維之發展即以聚丙烯?(PAN)、瀝青(Pitch)及嫘縈(Rayon)等為發展碳纖維之三大母材。

■ Hoods■Trunk Lids■Fenders■Lip Spoilers

 

 

碳纖維的質量只有鋼鐵的0.2~0.3倍,但張力卻是鋼鐵的2~10倍,據IATA(國際航空運輸協會)研究顯示,若利用碳纖維重量輕和高強度的特性來製作飛機,並將碳纖維材料使用率提升到50%,可使飛機重量減輕30~40%,節省燃料耗費、減少排碳量,預估每載百人飛行1公里,可減少排碳2公斤。碳纖維非常穩定,不會起化學反應,也幾乎不受溫度與壓力的變化而產生質變,相較於在635℃時會軟化,到了1400℃更會熔化的鋼材,碳纖維在20~2000℃度範圍內卻具有愈高溫愈堅固的特性。


BMW Motorsport對車體輕輛化的理念,給許多性能車一技當頭棒喝

然而碳纖維跳出航太工業、運動用品、建築裝潢,進入一般車用市場卻必須歸功於它在F1被公認的傑出表現,慢慢的一些超跑的內裝也大量應用碳纖維素材來增添跑格,直到BMW的E46 M3 CSL開始,這輛跑房車在座椅、車頂、內門板、儀錶板及中央飾板大量使用了碳纖維強化材質,使街頭改裝開始正視碳纖維運用到一般房車上的可能性。特別是這幾年碳纖維的成本已經從每磅100美金的價格,降到目前每磅不到10美金(22美元/公斤),這讓它愈來愈比鋼鐵具有市場競爭力。


從M3 CSL問世後,車界才開始懂得高壓真空成型的乾式Carbon Fiber有多輕多堅固

碳纖鈑件生成濕式與乾式

透過網路資訊的快速傳遞,其實很多車迷已經知道Carbon Fiber鈑件的製造方式可分為「濕式」和「乾式」兩種。所謂「濕式」的意思是指原本柔軟如紙巾的纖維布,需塗抹樹脂,利用樹脂滲入纖維中,將纖維與纖維彼此的細縫填補並黏著在一起,待乾燥、硬化後便可成型、產生強度。「乾式」的成型方式則完全不須倚靠「樹脂」,乃是在高壓中使用真空成型技術,將纖維細縫間的氣體抽掉,使碳纖維被塑造成強韌、堅固且輕巧的造型,是真正高強度的製造方式。


別把純正「乾式碳纖維製品」跟混搭FRP和碳纖維的「濕式製品」相提並論,以Nissan 350Z為例,最輕的引擎蓋只有1.1公斤

不過即使是性能房車,許多「大眾化的市售考量」還是限制了「純粹性能化」設計理想,尤其因為碳纖維鈑件的製造成本比金屬鈑件高出數倍,因此絕大多數的碳纖維鈑件都是由改裝廠製造。不過即使放眼全球各大碳纖維零件製造廠,主要仍以「引擎蓋」、「後廂蓋」、「尾翼」這類造型簡單、容易拆卸的部品為大宗,且這些所謂「碳纖維製品」,絕大多數都只有外層包覆真正的「Carbon Fiber」,底層與骨架的材質仍是以樹脂膠著玻璃纖維,如果製作品質佳的話,這種「濕式CFRP(碳纖混玻纖)」雖在強度和輕量化方面比「乾式Carbon Fiber」遜色不少,但仍比傳統鐵製鈑件優秀。但有些大包店因為嫌製作過程麻煩,「簡化」了鈑件內層的某些「折角」、「弧度」,甚至直接捨棄「骨架」,然後又用上過多的纖維布料和樹脂來彌補「剛性」,實在有辱「碳纖維」這三個字。


 

輕量化的重要性降重心更勝重量比

筆者相信,對大多數只將玩車當興趣的讀者而言,都小看了碳纖維鈑件對操控性的提昇幅度!尤其對近年來講求舒適性的「高車身」而言,能大幅減輕鈑件重量的碳纖維,絕對比你花大把鈔票提昇動力來的有用!以大家熟悉的Honda Civic EG/EK而言,或許因為本身底盤重心夠低,前後雙A臂的貼地性夠好,加上賽道上這些車輛早已拆到皮包骨,所以很難見到「碳纖維鈑件」應用在其身上。但無論是「拆光內裝」、「換壓克力車窗」或其它更極端的偷輕方式,「車身輕量化」不只為了提昇馬力重量比,「平均配重」與「降低重心」才是提昇彎中操控性的重點密技。


高品質的「Dry Carbon Fiber」完全沒有黏著定型的樹脂,且外層表面與內層骨架都使用純正碳纖維

請試著想像從正前方看著車頭,然後把輪軸當X軸、排檔座當Y軸,請問未更換輕量化引擎蓋、葉子板、車門、車頂、窗戶之前的車身重心在哪個點?而將這些東西全部更換為輕量化部品之後,車身重心又會落到哪個點?簡單來說,當X軸上方的重量愈重,車身重心愈高,愈容易在極彎中側傾或翻覆,尤其是「電動天窗」、「車頂」這種又高又重的地方,徹底輕量化後更能大幅降低滾動重心。


 

 

STAY ON TOP只領先不跟隨

從E46 M3 CSL開始,除了一般的M3開始改裝碳纖維車頂、碳纖維後廂蓋和碳纖維引擎蓋之外,許多性能房車也紛紛興起改裝輕量化鈑件的念頭,甚至在2008年東京改裝車展亮相的Mugen Civic Type-RR,更一口氣將引擎蓋、後廂蓋、車頂、車門、葉子板、前後保桿、賽車椅,通通換成「乾式」碳纖維製品,堪稱世界上使用最多輕量化部品的性能房車。


如果只能挑一塊鈑件更換為「Dry Carbon Fiber」降低車輛彎道中的慣性側傾,輕量化車頂會比葉子板、車門、保桿、側裙這些位置較低的部位有用

有鑑於此,漸漸有一些致力於生產製造高品質碳纖維套件的改裝廠出現,而在眾多生產碳纖維空力套件的改裝廠中,位於美國洛杉磯的空力套件Seibon引起我們關注,這一家從2003年開始營業的空力套件廠,近兩年在SEMA Show和Tokyo Auto Salon上大放異彩,且在網路、電影、遊戲、比賽中的能見度也愈來愈高,更不用說改裝雜誌上Seibon更已成為報導和封面的常客!


Seibon地處華人最多的城市-洛杉磯,好幾位員工都會說華語。

其實單就生產品質而言,專攻BMW車系的Vorsteiner和專攻Honda車系的J's Racing、Spoon都有相當優異的表現,不過Seibon卻是一間勇於開發各性能車系的改裝廠,產品囊括Audi、BMW、Dodge、Ford、Hyundai、Honda、Infiniti、Kia、Lexus、Mazda、Mitsubishi、Nissan、Porsche、Subaru、Suzuki、Toyota、VW各大品牌的性能車款,只要是你想得到的性能車,Seibon最少都有它的Carbon引擎蓋,而且該廠是全球目前極少數使用高壓真空成型技術,製作碳纖維引擎蓋、葉子板、門板、車頂、尾翼的改裝廠之一,其製造程序與目前F1方程式、利曼24小時耐久賽和美國Nascar比賽車所用的乾式碳纖維套件是一樣的。


2008~2009年Seibon在SEMA Show和東京改裝車展上大放異彩,是全球少數生產乾式碳纖維鈑件的改裝廠,且車種齊全,不侷限特定車款

從2007~2009年的新生代風雲車EVO 10、Impreza GRB、Civic 8、Fit、GTR R35、BMW E92皆有產品供應,且許多經典車款(如:350Z、G35、IS、S2000、DC5、EG/EK、RX7/RX8、E46)已開發至內裝、底盤等細節來看,Seibon的研發團隊的腳步之快幾乎可以用不眠不休來形容。

尤其是「車門」的部分,從前筆者所見過的纖維製品往往是密合度、剛性都很差的純競技取向,想裝升降機和玻璃裝根本是不可能的事,然而Seibon的門板不但密合度和剛性如同原廠,升降機、後照鏡、音響喇叭可正常安裝,而且為了彌補這些「舒適」、「人性」所帶來的「增重」,Seibon不只生產輕量化的「門皮」,連「內門飾板」也有乾式碳纖維製品。由此可見Seibon的經營態度與設計理念正如其業務公關部經理-Jimmy所述:「Stay on Top!只領先,不跟隨!」


Seibon也是歐美改裝雜誌的常客,產品炙手可熱,偌大的倉庫仍裝不下準備運往全球五大洲的訂單,很多剛Carbon引擎蓋還未上架就出貨了

 

密合、平整的Carbon鈑件可令跑車的運動氣息更加生動,裝上粗織濫造的次極品則有種「畫虎不成反類犬」的味道

EVO、STI、GTR,三大東瀛戰神的套件Seibon一樣都不缺。

 

 

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