มหัศจรรย์เเห่ง คาร์บอนไฟเบอร์ วัสดุเเห่งอนาคต
ถ้าจะกล่าวถึงวัสดุที่เรียกว่า Carbon Fiber “คาร์บอนไฟเบอร์” ถือเป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญของยานยนต์ในอนาคต ที่มากด้วยคุณสมบัติทางด้านของ ความแข็ง ความเหนียว และมีน้ำหนักเบา แถมสร้างรูปทรงอย่างไม่จำกัด ซึ่งคุณสมบัติของเส้นใย คาร์บอนไฟเบอร์ จะมีความแข็งแรงสูงกว่า เมื่อเทียบกับเส้นใยอื่นในพื้นที่เท่ากัน ต้านทานต่อแรงดึง (Tensile) สูง ทนต่ออุณหภูมิได้สูง มีอัตราส่วนการขยายตัวต่อความร้อนต่ำ ง่ายๆก็คือถ้าเจอความร้อนสูง ก็ยังสามารถทนได้โดยไม่ขยายตัวมากจนผิดเพี้ยนรูปไป ทนกับการกัดกร่อนจากสารเคมีได้สูง คายความร้อนได้เร็วมากๆ และไม่ติดไฟ
คาร์บอนไฟเบอร์ เกิดขึ้นได้โดยการนำเอาเส้นใยคาร์บอนที่มีขนาดเล็กมากๆ หรือที่เรียกย่อๆว่า PAN ซึ่งเจ้าตัว PAN นี้มันมีเส้นผ่าศูนย์กลางเล็กกว่าเส้นผมของคนเราประมาณ 10 เท่า โดยจะมีโครงสร้างเส้นใย ประมาณ 50,000 เส้นรวมกันเป็นมัดไฟเบอร์ที่เรียกว่า rovings ซึ่ง rovings จะถูกนำไปเผาที่ความร้อนประมาณ 3,000 องศาเซลเซียส จนเส้นใยเปลี่ยนจากสีขาวกลายเป็นสีดำก่อนจะนำมาทอเป็นผืนคล้ายผืนผ้า และเคลือบทับด้วยสารโพลิเมอร์ เพื่อให้ตัวผ้า Carbon Fiber สามารถคงรูปอยู่ได้
เราจึงเรียกคาร์บอนไฟเบอร์ประเภทนี้ว่า CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) ซึ่งขั้นตอนนี้จะต้องใช้ความชำนาญและความระมัดระวังอย่างมาก เพราะถ้าเกิดฟองอากาศขึ้นตัวคาร์บอนไฟเบอร์ก็จะไม่มีความแข็งแรงและอาจแตกหรือหักได้ ด้วยเหตุนี้เอง Carbon Fiber ถึงถูกใช้เป็น “วัสดุพิเศษ” สำหรับการผลิตชิ้นงานที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษอย่าง อากาศยาน รถแข่ง จุดยึดโครงสร้างต่างๆ ที่ต้องการทั้งความยืดหยุ่นและความแข็งแรงสูง ซึ่งก็รวมไปถึงชิ้นส่วนต่างๆของชุดแต่ง BMW ด้วย
BMW M Performance
BMW มีโรงงานผลิต CFRP ขนาดใหญ่ ที่ตั้งอยู่ในเมืองไลพ์ซิกและแลนด์ชัต ของประเทศเยอรมนี ซึ่งชิ้นส่วนคาร์บอนถือเป็นงานแฮนด์เมดที่ยังต้องผลิตขึ้นด้วยมือเป็นส่วนใหญ่ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานาน และความแข็งแรงของคาร์บอนไฟเบอร์ นั้นอยู่ที่การวางแนวของเส้นใยในทิศทางต่างๆ หลายๆ ชั้น เพื่อให้ชิ้นส่วนรับแรงดึงในหลายๆ ทิศทางได้มากขึ้น และจุดเด่นนี้เองที่ทำให้คาร์บอนไฟเบอร์มีลวดลายเฉพาะ และเมื่อได้ผืนคาร์บอนไฟเบอร์ ก็จะนำเอามาทำการขึ้นรูป ด้วยวางลงในแม่พิมพ์ จากนั้นจึงอบในเครื่องอบที่ให้ความร้อนและแรงดันสูงประมาณสองชั่วโมง ก่อนจะเคลือบด้วยแลคเกอร์ใสเพื่อความสวยงาม และด้วยคุณสมบัติของ CFRP ที่เบากว่าอลูมิเนียมถึง 20 – 30% และมีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กถึง 5 เท่าที่น้ำหนักเท่ากัน
ด้วยเหตุนี้เอง CFRP จึงเป็นชิ้นส่วนต่างๆของชุดแต่ง ของ BMW M Performance และส่วนประกอบของตัวถังสำหรับ BMW 7 Series, BMW i8 และ BMW i3 อันรวมไปถึง BMW M3 ที่หลังคาผลิตจากคาร์บอนไฟเบอร์ ที่มีน้ำหนักเพียง 3.9 กิโลกรัม ซึ่งถ้าน้ำหนักเบา ตัวรถก็จะมีสมรรถนะที่ดีกว่านั้นเอง
เครดิตภาพและเนื้อหาจาก www.bmw.com
