Var är den prisvärda kolfiberbilen?

Bildelar gjorda av kolfiber har använts i decennier i europeiska superbilar för över 1 miljon dollar, från sådana som Ferrari och McLaren. Men för första gången kommer en handfull 2016-modeller som säljs i närliggande bilhandlare att ha ultralätta men dyra kolfibermaterial. Den nya BMW 7-serien sedan, som börjar på cirka 80 000 dollar, samt sportbilarna Alfa Romeo 4C och Chevrolet Corvette Z06 med liknande priser, använder kolfiberelement.

Chassit i BMW 7-serien kombinerar stål, aluminium och kolfiberförstärkt plast. På bilden ovan är de svarta delarna runt dörrkarmarna och tvärs över taket av kolfiber.

Men låt inte detta lura dig att tro att kolfiberbilar är på gränsen till mainstream. Även om kostnaden för kolfibermaterial och produktion har minskat under de senaste decennierna, är den fortfarande oöverkomlig för allt annat än begränsade tillämpningar i nischfordon. Även om stigande bränsleeffektivitetsstandarder onekligen har motiverat bilindustrin att fortsätta med tekniken, kommer den bara i produktion när biltillverkarna tror att materialet kan tilltala en dyr modell i superbilstil.

Kolfiber är ett flexibelt tygliknande material som i kombination med en polymer kan formas till en bildel som är starkare och lättare än dagens stål- och aluminiumdelar. Den högre kostnaden baseras på själva fibermaterialet, samt längre produktionstider. Metalldelar kan stämplas på några sekunder, men det kan ta flera minuter för en kolfiberdel att formas och härdas.

BMW använder kolfiber i viktiga takelement, stödjande takstolpar och dörrkarmar – i princip allt som är högt upp på vägen. Samtidigt används stål och aluminium för chassit. Vi sparar vikt, men vi sparar vikt högt, säger Paul Ferraiolo, chef för produktplanering och strategi för BMW North America. Det gör att våra ingenjörer kan designa en bil med lägre tyngdpunkt.

En BMW 7-serie, inklusive kolfiber i delar av ramen, tillverkas vid företagets fabrik i Dingolfing, Tyskland.

BMW:s användning av kolfiber i 7-serien drar nytta av investeringar och erfarenheter av att använda materialet på sina i3 och i8 plug-in elbilar. Kolfiber är mer ekonomiskt vettigt för elbilar, eftersom litiumjonbatterier är dyra. Mindre vikt innebär ett mindre batteripaket, en värdefull avvägning. Skiftet från i3 till 7-serien är en slags migrering av kolfiber från en begränsad applikation till en annan – för att kompensera för investeringar som kanske inte når vardagsprodukter på ett decennium eller mer.

Samma teknikmigrering inom företaget förklarar den liberala användningen av kolfiber på sportbilen Alfa Romeo 4C, som tillverkas av Fiat-Chrysler Automobiles, för 75 000 dollar. Fiat-Chrysler har en stor resurs av erfarenhet och expertis inom kolfiberteknologi, inklusive lärdomar från Ferrari och Maserati, säger Fabio Migliavacca, en senior produktplanerare för Fiat-Chrysler (som också äger dessa exklusiva italienska märken).

Jag körde nyligen Alfa Romeo 4C i fem dagar. Fiat-Chrysler använde kolfiber för hela chassit på denna modell, och vilken skillnad det gör. Alfa Romeo 4C väger cirka 2 500 pund, medan liknande lyxroadster vanligtvis väger cirka 3 000 pund eller mer. Upplevelsen av att flytta en så lätt kropp snabbt in i och ut ur hörn är mycket mer spännande än vad du annars skulle förvänta dig av en 237-hästkrafts fyrcylindrig motor. Kolfiberkroppen kändes mycket manövrerbar - med en anmärkningsvärt snabb respons på input från roadsterns spända styrning.

Alfa Romeo 4C är en roadster på 65 000 $, men hur är det med den mer lättillgängliga Mazda MX-5 Miata, som börjar på cirka 25 000 $? Kolfiber är inte kostnadseffektivt vid det här laget, säger Dave Coleman, utvecklingsingenjör för nya Miata. Vi har långsiktiga planer för att gå ner i vikt i framtiden, men alla teknologier har stora frågetecken bredvid sig.

Listan med frågor är lång. När kommer vi att ha snabbare härdande hartser för att minska produktionstiderna för kolkompositer? Kommer effektivare förbränning och alternativ som elfordon att ge tillräckligt med bränsleeffektivitetsförbättringar även om bilarna inte blir mycket lättare? Kommer autonoma säkerhetsfunktioner att tillåta biltillverkare att göra bilar tillräckligt säkra för att spara vikt genom att ta bort befintliga strukturella element?

Det är en fråga om alla relativa priser för alla rörliga målstolpar, säger Anthony Vicari, analytiker på Lux Research, som studerar användningen av kolfiber. Flera inbördes relaterade rörliga mål och kostnadskurvor gör det mycket svårt att förutsäga när materialen kan hoppa från exotiska sportbilar, elbilar och exklusiva lyxfordon till högvolymbilar som produceras i mängder av 100 000 enheter per år. Min bästa gissning är 10 år, säger Vicari.

Dölj