【市场观察】未来的一级方程式赛车是否还会继续使用碳纤维？天然纤维有取而代之之势

一级方程式赛车也称为 F1 赛车，是世界上速度最快的赛车，采用空气动力学下压力原理从而有助于提高转弯速度。1950 年，一级方程式比赛首次亮相，法拉利是自首次亮相以来仍然参加比赛的历史最悠久的 F1 车队。

现代一级方程式赛车是中置发动机、混合动力、开放式驾驶舱、开放式单座赛车。汽车的框架由碳纤维复合材料制成，具有重量轻、强度大的特点。由于采用碳纤维底盘，包括驾驶员在内的汽车重量不超过 740 公斤。如果汽车的结构比最小重量轻，则需要增加必要的重量以达到标准重量。车队利用这一优势，将压载物放置在底盘的最底部，从而将重心尽可能低，以改善操控性、平衡性和重量转移。

F1赛车中的碳纤维

F1 车队使用碳纤维、预浸环氧树脂和夹在两层碳纤维部件之间的铝蜂窝层。主底盘通常由大约 8 个部件（碳纤维面板）组成。在制造过程中，第一步是构建一个计算机切割的图案，制作面板的模具；然后，将浸渍有树脂的碳纤维片层层叠在一起，制成总共 10 层的模具。模具的生产分几个阶段进行，包括真空处理、去蜡和加热过程。随后，必须彻底清洁模具并准备使用。

下一阶段涉及汽车的实际制造过程，即通过实际制造由预切割板制成的汽车零件，将已经注入碳纤维的预切板非常小心地放置在模具内称为预浸复合材料。汽车零件由预切割、预浸碳纤维板制成，并小心地放置在模具内。碳纤维板在特定方向上的取向对于实现汽车所需的强度是必要的。1 毫米的厚度是由总共 4 到 5 层碳纤维铺设而成，形成 F1 赛车底盘的外壳。

根据具体要求和所需的适当温度和压力，碳纤维在高压釜中固化，并使其经历多次温度和压力循环。在该处理过程中，浸渍在碳纤维中的树脂流入周围的纤维并被活化，从而对碳纤维进行处理。一层铝在冷却和固化后立即用树脂固定在最外层的表皮上。这可确保材料正确且永久地粘在一起。然后底盘面板返回高压釜进行固化。在现有蒙皮顶部添加另一层预浸渍碳纤维板，最后在高压釜（高压釜复合材料）中对该板进行处理。

F1 赛车中碳纤维的未来

目前亚麻纤维正在作为轻质材料碰撞测试等应用的潜在候选材料，迈凯轮已经在开发赛前测试中使用的BCOMP赛车座椅。亚麻纤维具有优异的特性，包括比碳纤维更轻，更好地抑制振动，并且碳足迹更低，即如果考虑用于赛车座椅，则碳足迹比碳纤维低75%。这归功于亚麻是一种可再生的、二氧化碳中性资源。

由于是可生物降解的，亚麻纤维可以回收和再利用，这意味着它可以再次磨成原料，随时可以根据需要使用。此外，对于赛车运动应用而言，重要的是它不会像碳纤维那样碎裂。测试的碰撞结构由意大利公司 YCOM 设计，使用来自瑞士复合材料公司 BCOMP 的亚麻纤维，称为 ampliTex，并在米兰理工大学进行，结果证明，亚麻的碰撞变形与传统的碳纤维结构相似。

然而，在亚麻纤维真正成为值得称道的替代品之前，在这场可替代但可持续的技术游戏中，人们仍然认为这是一次飞跃。虽然亚麻本身比同等的碳纤维轻，但达到相同强度水平所需的亚麻量意味着存在相对较大的重量劣势。由于与碳纤维复合材料相比具有较高的重量比，虽然亚麻纤维通过了测试，但其总重量比碰撞结构中使用的碳纤维多 40%，但是仍能减少 50% 的 CO2 排放。