兰博基尼的碳纤维之路

摘要

兰博基尼在碳纤维研发上取得显著进展，其轻质高强的特性为高性能汽车制造带来革命性变化。兰博基尼自1982年起探索复合材料使用，并于2007年建立复合材料研究中心，专注创新型材料研究和碳纤维技术开发。通过与波音合作，兰博基尼推动航空航天技术在汽车领域应用，成功开发Sesto Elemento等车型。兰博基尼还推出CARBONSKIN®和Forged Composite®等创新材料和技术，提升性能和安全性，为汽车行业树立新标杆。兰博基尼持续突破碳纤维技术，引领超级跑车未来技术挑战。

正文

众所周知，碳纤维拥有令人难以置信的强度-重量比。兰博基尼汽车在碳纤维的研发上取得了巨大进展，并根据具体的项目要求一次又一次地发展了这项应用技术。

创新材料

兰博基尼早在1982年9月就开始使用复合材料。当时的兰博基尼新车总经理兼工程师Giulio Alfieri利用一笔欧洲融资，开始使用复合材料来设计和制造一款试验车。为此，兰博基尼汽车公司决定聘请阿莱尼亚航空的航天工程师Rosario Vizzini先生来参与设计。在此之前，Rosario Vizzini先生一直担任美国西雅图波音公司的顾问。而该公司就是由碳纤维打造的B-767飞机的制造商。 1983年初，工程师Vizzini开始为当时最新款的兰博基尼Countach初步设计一种碳纤维增强塑料（CFRP）的车身。不过这款车从没正式亮相过。变身之后的Countach拥有100%的碳纤维复合材料壳体，体重较Countach的参考模型减少了约500千克。同时，它的性能上也获得了优化：仅凭一个略有加强的490CV电机，Countach在Nardò的赛道上仍然跑出了超过330公里的时速。 纵观其历史，兰博基尼汽车在复合材料的研发上投入得越来越多，并且在2007年建立了一个专门的内部研发部门，即先进的复合材料研究中心（ACRC）。该中心致力于研究创新型材料和发展关于碳纤维应用的新兴概念和技术，以实现汽车及其部件性能/重量比的最大化。该部门由设计和制造两部分组成，这两部分同时执行产品开发的所有阶段。并行工程（Concurrent Engineering）使得团队能够多功能性地进行设计与整合不断发展的技术工艺，从而实现越来越极端的技术要求。该部门也负责生产备件和修理Aventador的单壳式车体。兰博基尼及其专业团队是唯一在公司内部拥有实现复合材料整个周期的专业知识的制造商：从一个想法的诞生到概念、再到产品创造，最后到修理。为了持续改进汽车的性能、轻量化设计和安全性，设计部门专门针对碳纤维的利用来开发和选择材料、技术和创新型解决方案，从而实现迄今为止汽车领域无法想象的“超级”部件。

此外，兰博基尼和波音公司在2007年开展合作。这使得运用于航天航空领域的技术转移到汽车领域中来。合作的重点放在抗冲击性（耐撞性）、车辆工程中的BBA模块化方法（积木式方法）和符合材料的修复技术上。

2014年，兰博基尼汽车在美国西雅图组建成立ACSL NPO，随后该项目于2016年6月正式落成。这间实验室由Paolo Feraboli教授领导，开展的工作与位于意大利圣亚加塔•波隆尼的ACRC所做的工作形成互补。位于意大利圣亚加塔•波隆尼的ACSL NPO负责研究运用于航空航天领域的技术工艺，将这些领域的想法转移成概念和解决方案，并验证到产品上。

因此，兰博基尼持续保持着在复合材料领域的领先地位。通过与波音、西雅图的先进复合结构实验室、意大利及海外科研院所和大学的合作，兰博基尼公司总是作为“先行者”迎接在这个不断变化的领域里出现的全新挑战。

超过三十年的研究

30多年来，兰博基尼通过一项国际研究在汽车领域应用和发展了碳纤维技术，该研究也包括位于西雅图的先进复合结构实验室（ACSL）。

通过与波音公司的合作，兰博基尼开启了复合材料的新舞台，确立了自己在碳纤维研究前沿汽车制造商的领先地位。

SESTO ELEMENTO

兰博基尼与航空领域伙伴的合作诞生了一款车型Sesto Elemento。

这是一项将与航空航天的设计合作赋予实践的高科技项目，实现了没使用碳纤维之前绝对不能取得的成效。

兰博基尼的Sesto Elemento通过使用先进碳纤维技术获得超轻结构，从而能够提供卓越性能，百公里加速只需2.5秒。这款车是轻量化车身工程的杰作，印证了兰博基尼在碳纤维技术和材料选择上的成就。Sesto Elemento（第六元素）这个名字源自于元素周期表，其中碳位于第六位。这款车的底部有一个由锻造复合材料制成的单体式车壳。单体式车壳是一个非常坚固、刚性、安全和轻巧的结构。为了够确保能打造成为一款高性能的跑车，车子的单壳体、前部、外部车身、减震器、主要悬挂部件、轮毂和传动轴都由碳纤维制造。正如Sesto Elemento，它有更好的加速度性能、出色的操纵性和更短的制动距离。兰博基尼Sesto Elemento的设计有一种看一眼就感受到的动感，它在展示高性能的同时展现了一种超脱的优雅。

Sesto Elemento将兰博基尼的品牌设计提升到了一个新的高度。同时，兰博基尼将Sesto Elemento与锻造复合材料相结合，来迎接兰博基尼汽车未来技术挑战。

CARBONSKIN（碳皮肤）®

在兰博基尼的历史中，具有热固性矩阵的碳纤维被命名为CARBONSKIN（碳皮肤）®。

该材料会随着温度升高而变硬，自80年代以来一直被用于美观的结构和刚性部件的研发中。

为了能够再一次创新，兰博基尼汽车借鉴来自航天航空领域的灵感，首次将其思维扩展到了柔性材料领域。在经过多年的研究和发展后，兰博基尼构想出了一种具有柔性矩阵并且适合应用于汽车内部的新材料。

CarbonSkin®完全由兰博基尼汽车的研发团队ACRC研发，符合汽车领域的所有认证和验证要求。该产品以名称“CarbonSkin®”取得了世界范围内的专利权，是世界上唯一能够满足大众集团质量和认证要求的产品。

这种创新型材料除了减轻重量（Alcantara减轻28%，Pelle减轻65%）之外，还提供作为碳纤维自然特性的独特美感，三维效果。与任何其他材料相比，其触感具有能立刻感知的柔软。

AVENTADOR单体式车壳

碳纤维在汽车驾驶室内部的结构性利用和技术工艺不断的发展，使兰博基尼于2011年在Aventador超级跑车上实现了一种创新的碳纤维单体式车壳。该壳体从一开始就作为单一的碳纤维结构来构思和设计，并且完全由位于意大利圣亚加塔•波隆尼的总部生产。

兰博基尼的这款单壳体是“模块化”的，它能够将构成汽车驾驶室内部、地面和顶棚的所有部件集成到一个单一结构中。得益于在项目进行中的开发集成，兰博基尼充分利用了复合材料的超强刚性和它们的灵活性，使得单壳体模块的重量仅为147.5千克，并且看起来是一个单一、单块的壳体。同时，设计模块化的实现，确保了相同设备生产上模块版本的单一性。

构成单壳体的每个部件都由ACRC设计，具有一个特定功能，并且采用三项专门的技术生产。单壳体的批量生产在位于意大利圣亚加塔•波隆尼的总部。该单壳体通过Aventador初次亮相，具有最高质量的工业工艺水平，并且采用了多种的碳纤维技术。其中最重要的技术是兰博基尼汽车拥有专利权的“RTM Lambo®”，这与传统技术相比在经济上具有明显的优势。

在总部生产单壳体的决策使得兰博基尼在与具有类似结构的竞争对手相比中具有一个最重要的成本优势。它们的统计值超出了3倍到5倍。

中央单壳体的前部和后部被连接到一个铝制框架上该设计旨在当装有电机、传动器和悬挂系统的车身前部或者后部发生碰撞，且与单壳体结合时能吸收碰撞产生的能量。整个框架仅重229.5千克，能够提供一个前所未有的抗扭刚度，可达35,000N/m。这个工程解决方案能够确保如Aventador那样的超级跑车的所有性能要求，使其在位于Nürburgring的赛道上取得了卓越的时间成绩。

 Forged Composite

2013年，位于德国慕尼黑的欧洲专利局（EPO）兰博基尼公开Aventador的滚动底盘 ，以作为获得数项专利的创新设计示例。兰博基尼与欧洲专利局的合作持续了多年。在合作中，应用于兰博基尼Aventador的多项创新技术和基于碳纤维的工艺已经取得了专利，如锻造复合材料（Forged Composite®）、碳皮肤（CarbonSkin®）以及其他正在研发的技术 。