宝马（BMW）最近推出了新一代7系，因为使用CFRP （碳纤维增强树脂基复合材料），车身骨架芯材减重13多公斤！碳（Carbon），几乎无处不在，无所不能。生命构成的基础元素是碳，我们的血肉和骨骼；驱动交通工具需要碳，煤炭、石油和天然气；炼钢需要碳，高碳钢，低碳钢；美丽的碳叫钻石……而宝马将碳的应用推了无以复加的地步，使用CFRP来打造其i系高科技电动车型i3和i8以及最新一代7系和M4 GTS的车体，为构建其未来的碳纤汽车帝国奠定了坚实的基础。
叙利亚（Syria）边境，黄沙漫天，战火纷飞。一架灰色的美制战机悄悄地接近伊斯兰国（ISIS）的控制区域，旋即恐怖分子的据点出现巨大的火球并升起浓烟——一切都安静得像无声电影。F-22“猛禽”（Raptor）是美国研发的单座双引擎第五代隐形战斗机，其隐形性能、灵敏性、精确度和态势感知能力，以及其空对空和空对地作战能力都非常优秀，使得它成为当今世界综合性能最佳的战斗机。猛禽机体重量中钛占39%、复合材料占24%的、铝占16%以及热塑性塑料占1%。碳纤维复合材料主要被用于构建机身框架，舱门、机翼上的中间梁以及蜂窝夹芯结构的蒙皮。复合材料让“猛禽”名副其实。
CFRP的独门秘诀
从天到地，为了追求卓越性能，很多地上“猛兽”都采用了CFRP，比如F1赛车和麦克拉伦（McLaren） 12C以及麦克拉伦650S等。诚然，它们都是使用CFRP的先驱车型，对于这种专门材料的运用有着独到的技术和经验。不过，宝马或许才是唯一的将CFRP用于量产车的厂家——这种材料被用来生产i8和i3以及最新一代7系的车身 。
追根溯源，CFRP首次应用到宝马是2003年款跑车“M3 CSL”。通过在车顶使用CFRP使车辆减轻了10多公斤，降低了重心高度。之后宝马仍不断研究在汽车上使用CFRP的技术，在2005年款跑车“M6 Coupe”上，除了车顶外板之外，还在作为结构件的前后保险杠臂上使用了CFRP，使车辆减轻了11.1公斤。
CFRP到底是一种什么样的神奇材料，能够如此大幅提升战斗机和超跑的性能？它又是如何被生产出来的呢？
“碳纤维增强树脂基复合材料”是“CFRP”的华语名称。简言之，这种新型材料的优点就是重量轻，强度高——抗高拉张力（high stress resistance）同时具有高劲度（high stiffness），其已经被广泛应用于航空航天行业和汽车运动行业。
生产CFRP的原材料是聚丙烯腈（Polyacrylonitrile）纤维原丝，然后被转化为碳纤维，再按照用途对材料进行人工编织，最后加工成碳纤维强化塑料。首先要将聚丙烯腈纤维原丝加热到1300摄氏度，使得纤维内的各种元素分解为气态，直到纤维几乎完全由碳元素构成并令其具有相对稳定的石墨结构。加工出的这种碳纤维的直径仅有 7 微米（0.007 毫米），与此相比人的头发丝直径大约为 50 微米。
然后，将大约 50,000 个这种单纤维整合成“粗纱”或“重纱”，并将其缠绕起来用以下一步加工。然后将不同纤维方向的缝编织物组合成多层的、不同朝向的碳纤维叠层，再进行裁剪。这就构成了宝马工厂生产碳纤维强化塑料部件和组件所需的原材料。
加工成碳纤维强化塑料组件首先要用到加热工具，让裁剪下来的碳纤维缝编织物具有稳定的三维形状。然后，多个这种预制的预成型坯件就可以组装成一个尺寸较大的部件。这样就可以生产出大面积的车身部件，这是用铝合金材料或钢板很难实现的，除非以高昂的成本。
在预制和预成型之后，下一个工艺步骤就是利用树脂传递模塑（RTM）工艺在高压下进行树脂固化。此时，在高压下将液态树脂注射到预成型坯件中。首先使碳纤维与树脂连接起来，然后进行固化，从而使这种材料具有刚性和优异的性能。
接下来的工艺步骤就是精加工，例如将部件轮廓裁剪整洁以及钻出缺失的开口。为此，利用一种特殊的喷水切割机对这种部件进行加工，在水流的喷射下形成下一步加工所需的粘接面。与碳纤维强化塑料车身部件相反，在生产通常采用钢板材料的侧车架时，必须连续将多个内部和外部部件拼合起来。
CFRP的重量比钢材大约轻50%，比铝合金轻30%，强度是钢材的5倍。因为不是金属，所以CFRP抗腐蚀、抗酸和抗有机溶剂，使用寿命远远超过金属，而且再各种气候条件下皆保持稳定状态，在暴露在大幅度气温变化条件下时形变也微乎其微。
i系列的CFRP环保应用
i系列是宝马公司代表绿色概念和引领未来趋势的车系，以环保方式生产的CFRP正是对其作出的最佳诠释。
经过过去的十年间的不断研发，宝马集团（BMW Group）的专家成功地将碳纤维强化塑料部件的生产流程实现了自动化，从而使这种部件的大规模生产如今既经济、质量可靠又工艺稳定。例如，在这段时间内碳纤维强化塑料车身组件的生产成本已经降低了大约 50%。
在莱比锡（Leipzig）工厂新建的车身制造车间，将碳纤维强化塑料复合组件拼合起来。这样就制造出 宝马i3的Life 模块的基本结构。由于Life 模块的碳纤维强化塑料结构几何融合性高，其车身部件的数量只相当于普通钢制车身的三分之一 — 整个基本架构由大约 150 个碳纤维强化塑料组件组成。
在使用碳纤维强化塑料制造车身时，既没有拧紧螺丝或铆接时所发出的噪音，也没有焊接时飞溅的火星 — 只使用最先进的粘合技术，并且实现了 100% 的自动化。为此，采用宝马研发的独一无二的车身连接工艺，将各个部件在不接触的情况下拼合为相互之间形成精确设定的粘合缝，以便在粘合工艺完成后达到最佳的车身刚性。从数量上来看，每辆 宝马i3 的粘合缝长度达到了 160 米。
为了尽量缩短大批量生产宝马i3 时的材料固化时间，宝马大大加快了粘合工艺。因此，一种精心研制的粘合剂如今在涂敷到车身部件之后仅仅经过 90 秒就可以接受加工，然后才产生粘性。在经过一个半小时之后，粘合剂就已经固化，使车身组件具有完全的刚性。与普通的粘合工艺相比，这个工艺的速度加快了10倍。为了将固化时间进一步降低至几分钟的数量级，宝马研发了另外一种热学工艺。为此，额外地加热需要粘合的碳纤维强化塑料部件上的某些粘合部位，以便进一步加快固化过程。
宝马正在布局自己的“碳纤帝国”，逐步将CFRP运用到自己的各个车系的生产中去。宝马集团董事会成员克劳斯-德拉格博士（Dr. Klaus Draeger）负责采购和供应网络，他表示：“CFRP是21世纪汽车工业的重要材料。我们一直致力于找到轻量化材料来减轻汽车的重量和减少油耗和碳排放，而这种材料正好满足需求。我们在未来会将碳材料应用到宝马i系和M系之外的车系，并且成本上更具优势，产能也会提高。”
新7系借CFRP减重130公斤
第六代宝马新7系即将于11月份在新加坡正式奢华亮相，全新7系代表了宝马的最新设计理念，并采用了目前为止集团内最为先进的车型技术，比如之前运用在i系上的CFRP材料，可以说是宝马的集大成者。
新一代7系在外观方面延续了老款车型成熟稳重的造型风格，其开眼角式的前大灯设计也与宝马目前最新的设计风格相统一。此外，新车车身运用了大量的轻量化技术和材料，比如乘员舱的芯材广泛采用CFRP，这也让新7系成为该级别第一款使用CFRP材料搭配钢材和铝合金量产的车型，这种混合材料技术极大地增强了乘员舱的强度和劲度，同时减少了车身自重，与老款车型相比重量减轻了130公斤！
上一代7系车型于 2008年发布，与最新的第6代车型相隔了7年，在这段时间中，汽车的技术有着巨大的进步，而全新一代7系取之精华，在坚持动感驾驶的同时，保证了作为旗舰级轿车的技术领先地位。像豪华车领域所流行的主动式空气悬挂（宝马称为“魔毯智能空气悬挂系统”）、插电式混合动力技术（全新BMW 740e）、激光大灯、星空车顶、奢华氛围灯、豪华 4座椅、香氛系统等，均在全新7系中有体现，很多功能更是全系标配。
