波兰-德国车轮制造商Fibratech正在努力实现电动车碳纤维车轮的低成本制造，并提供真正的大规模生产替代铝技术。成为最大的一级车轮供应商之一的供应商，汽车行业的圣杯近在咫尺。
自20世纪60年代初锻造铝车轮被引入乘用车以来，该领域的重量并未大幅减轻。众所周知，复合材料最有可能进一步减轻车轮重量。此外，只有少数公司已经开发出使用热压罐甚至RTM技术 的安全(测试)轮辋。
为什么我们在街上看不到CFRP车轮？答案很简单务实:因为价格。不幸的是，目前的碳纤维车轮制造商无法大幅降低产品销售价格，因为他们的生产成本很高，约为每辆€950英镑(图1)。当然，在确定最终价格之前，应该考虑一些利润和机器折旧。当产品相对昂贵时(尤其是与铝解决方案相比)，它最终会被置于“需求层次”的顶端。这意味着高价格和低容量。
图1:7kg碳纤维整体车轮的平均成本结构
Fibratech于2017年由空中客车集团的两位工程师Michael Sobolewski和Claus Georg Bayreuther创立。他们制定了一个崇高的目标，即开发一种碳纤维车轮技术，让每一位汽车用户都能使用。强调这一挑战的独特性，该公司提供了车轮重量和成本之间的平衡。为了实现这一目标，这家初创公司必须专注于rim的两个主要成本组成部分:材料和劳动力成本。
第一个成本部分包括夹层泡沫、树脂系统和碳纤维材料。经过几次测试后，贝特朗决定使用
Rohacell
作为唯一能够承受苛刻的注射和热处理条件(在RTM注射和使用过程中)的材料。为了降低材料成本，该团队开发了一种特殊的技术，该技术基于对一大块原始赢创泡沫进行切片和造型。这种方法有利于降低成本，但也提供了车轮设计的自由度(确保使用更大的泡沫体积)(图2)。
图2:firatech碳纤维车轮firatech
对于热量和强度要求较低的应用(但仍必须承受非常苛刻的车轮使用条件)，Fibratech使用一种新型的赢创材料，称为
罗亚克力
。这种材料可用于大众运输或商用车辆，包括货车和运输卡车，如电动货车等。
关于环氧树脂系统，车轮是一个热量要求很高的部件，必须承受高达200°c的温度，这种温度可能出现在车辆快速制动期间，由于摩擦而产生较高的制动盘温度。Fibratech根据Evonik和Kaneka Japan子部件准备了自己的配方，可提供所需的极限强度、疲劳和冲击性能(对这种类型的悬挂元件非常重要)。这种独特的环氧树脂系统提供了高机械和热性能。相对于生产规模，碳纤维成本的进一步潜在降低是可能的。
劳动力成本是下一个关键组成部分，可分为以下几个阶段:
碳纤维预成型；
表面处理和涂层。
由于车轮形状通常非常复杂，Fibratech专注于采用铸铝技术难以制造的空气动力学形状，并通过积极的气流影响进一步降低能耗(图3)。
图3: Fibratech碳纤维车轮结构
Fibratech技术的预成型阶段采用独特、易于自动化的工艺，包括:
必须遵循模具形状的编织材料的振动冲压；
轮筒区域的缠绕；
编织；
刺绣；
量身定制的纤维布置。
后三种技术来自非复合部门。纺织行业的自动化程度很高，Fibratech使用了许多快速且可重复的解决方案，以更加自主的方式使车轮变得更轻(图4)。
图4:来自IPF德累斯顿的莱布尼茨聚合物研究所的定制纤维铺放技术用于IPF德累斯顿的Fibratech碳纤维车轮应用
在树脂注射和脱模步骤之后，必须通过简单的CNC加工完成车轮(图5)。
图5:fibra tech sp . z o . o .车轮的最终CNC铣削
在碳纤维车轮的最后制造步骤中，Fibratech采用了基于粉末涂层技术的涂层方法(图6)。由于与Farco(一家铝车轮涂层供应商)的合作，涂层具有恒定的厚度，无需进行高要求的表面处理。
图6:粉末喷涂过程中的碳纤维车轮
上述技术使Fibratech能够大幅降低CFRP车轮的制造成本，每只车轮约为€600，即成本降低约37%(图7)。降低成本并不是贝特朗技术的唯一优势。对于受过航空航天训练的创始人来说，创造一种能提高运输安全的产品和生产技术是极其重要的。通过与慕尼黑的南德电视公司长达5年的合作，Fibratech对塑料车轮进行了全面的测试，证明了它们在日常使用中的高度安全性和耐用性。
图7:7kg碳纤维整体车轮的平均成本降低
碳纤维车轮为汽车用户带来众所周知的好处，例如:
大幅减重；
显著降低惯性矩；
低得多的能耗；
增加行程范围；
制动距离更短；
提高车辆性能；
高阻尼系数降低了噪音水平。
基于这些优势，Fibratech团队计划确保碳纤维车轮技术在我们的日常生活中得到广泛应用。该公司希望重新定义CFRP车轮客户的普遍形象，他们不一定仅仅是超级跑车或赛车运动的用户。作为一个概念，轮子是我们可以追溯到罗马帝国的文明中非常重要的一部分。在当前电气化时代的浪潮中，Fibratech旨在为普通汽车用户提供他们应得的东西:更好、更容易、更安全和更舒适的交通工具，由高性价比的碳纤维车轮确保。
