一說起采用碳纖維的復(fù)合材料CFRP（碳纖維增強復(fù)合材料），大家都知道它既輕又堅固，但同時也是一種昂貴的材料。筆者10多年前買過一個用CFRP全手工制作的公文包，當(dāng)時的價格達到5萬日元以上。由于重量為1kg左右，因此產(chǎn)品價格超過了5萬日元/kg。
現(xiàn)在，CFRP大多用在部分限量車型及高價位跑車上，依然不能輕易用于量產(chǎn)車。比如，富士重工業(yè)2011年在“翼豹”的400輛限量車型“翼豹WRX STI tS”的車頂中采用了CFRP，車輛價格高達422.1萬日元，單獨購買車頂作為維修部件的話也需要35萬日元。
不過，CFRP的價格目前已出現(xiàn)下降跡象。德國寶馬將于2013年銷售的電動汽車“i3”的車身就是采用CFRP來制造的，并將生產(chǎn)規(guī)模設(shè)定為每年1萬輛。以前車身使用CFRP的汽車均以年產(chǎn)1000輛為上限，并且車輛價格高達3000萬日元以上。而i3的價格據(jù)稱僅為400萬日元左右，而且3年后還有可能年產(chǎn)數(shù)萬輛。當(dāng)然，寶馬的舉措也許帶有試驗的成分，但從該公司以前從未在量販車使用CFRP的角度來看，可以說這是邁向全面采用CFRP的第一步。
用CFRP制造整個車身時，原來成本達到數(shù)百萬日元，但寶馬通過采用RTM（Resin Transfer Molding，樹脂傳遞成型）工藝實現(xiàn)了低成本化。該方法先將碳纖維放入模具，然后注入環(huán)氧樹脂和硬化劑使碳纖維硬化。其優(yōu)點在于，與以往把碳纖維浸于樹脂（預(yù)浸材料）形成片材，將其鋪在模具底部，然后通過高壓容器加熱加壓使片材硬化的方法相比，可大幅縮短成型時間。碳纖維是價格高達2000日元/kg的昂貴材料，而且加工費及設(shè)備折舊費也達到材料費的數(shù)倍，進一步提高了CFRP的成本。而RTM工藝的成型時間目前為7～90分鐘，遠遠短于使用預(yù)浸材料的高壓成型的2～4小時。這樣一來，成型品的單位重量的成本也有望降至原來的1/5～1/7的水平。
利用RTM的成型使用原有的熱硬化樹脂，但為了實現(xiàn)更短時間的成型，業(yè)內(nèi)還在開發(fā)使用熱可塑性樹脂的CFRP。熱可塑性樹脂具有加熱后變軟的特性，能夠使用這種材料的話，通過沖壓成型，只需1分鐘的短成型時間即可制造出相關(guān)部件。目前，在帝人及NEDO（日本新能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)）等努力下，已有多種中間基材（在樹脂中摻入碳纖維的片材）的方案被提出來。
而且，利用比RTM更快的沖壓成型來制造部件，成本還可進一步降至數(shù)分之一。東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科系統(tǒng)創(chuàng)成學(xué)專業(yè)的教授高橋淳認為，“成型產(chǎn)品的成本有望將至1000日元/kg”。要達到這一目標(biāo)，還需從碳纖維的制造方法入手加以改進，而這一研究目前已經(jīng)開始�，F(xiàn)在的碳纖維是通過灼燒PAN（聚丙烯腈）樹脂纖維制成的，作為原料的樹脂，其成本并非每kg數(shù)千日元，而是數(shù)百日元。因此，通過改進其燒制工序，便有望大幅降低成本。高橋提出了并非像以前那樣在高壓容器中以輻射熱燒制，而是利用微波從內(nèi)部加熱的方案。
雖然與低成本的鐵及鋁合金相比，CFRP在量販車中采用的門檻較高，但隨著材料的低成本化以及新的成型方法的出現(xiàn)，實現(xiàn)的可能性也是很高的。