3月25日，2016年屆紐約國際汽車展于3月25日向公眾開放。其中參展汽車昂貴而充滿異國情調(diào)，超乎想象的高速度和高技術(shù)于一體的汽車，不乏熱議激動人心。過去一年中，眾多汽車制造商拋棄了之前特斯拉、谷歌等自駕駛汽車?yán)砟睿拷F(xiàn)實(shí)距離——新型輕量化的氣-電混合跑車更接近主流。即使在市場終端，實(shí)際日常中我們真正駕駛的汽車，一些性能如自我剎車、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)等依舊是目前許多頂級銷售模式的亮點(diǎn)。一句話總結(jié)：這場展覽更近地氣！
       而在此次展覽中，備受關(guān)注的首推使汽車更輕質(zhì)，并能兼顧速度與燃油所帶來的經(jīng)濟(jì)問題的新型先進(jìn)材料。
       通常，當(dāng)我們談及先進(jìn)材料時，可能大部分我們談?wù)摰氖禽p質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維復(fù)合材料。事實(shí)上，無論是賽車、進(jìn)口超級跑車或家庭汽車的改進(jìn)版，在汽車性能方面，更低的重量以達(dá)到盡可能高的速度和引擎加速彌足重要。
       在去年一年間，汽車制造商為達(dá)更輕質(zhì)和改善樣式的目的，進(jìn)口車的碳復(fù)合材料的使用激增—這使得碳復(fù)合材料看起來似乎很有吸引力。不過，這此次紐約車展上，一些很少被人們談及的材料（如天然纖維和可回收的材料）跳進(jìn)了人們的視野，令人印象深刻。這些材料能很好的減少汽車碳排放，還可以充分利用可再生天然材料或廢品回收。
       輕質(zhì)碳復(fù)合材料或?qū)?yīng)用于更多史無前例的新組件中。
       瑞典超級跑車制造商Koenigsegg，展示了其1500馬力的regera混合碳復(fù)合材料車輪。該車輪在減重方面可與輕鎂合金車輪相比由于駕駛時車輪處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，車輪減重較車身其他部分的減重更有意義。輕質(zhì)的車輪能夠更緊密的貼附路面，不經(jīng)過壓縮的輪胎，在顛簸時有更好的抓地力。在未來，勢必有更多的汽車制造商將復(fù)合材料車輪應(yīng)用于超級跑車，更甚者可能大規(guī)模生產(chǎn)，使之走入尋常百姓家。
       在此之前，碳纖維更多被發(fā)現(xiàn)于后視鏡外殼、前部和后部擴(kuò)散器、內(nèi)飾件等。在今年，碳復(fù)合材料更多得出現(xiàn)在車身或底盤上，很多著名跑車品牌，如謳歌NSX、福特GT和寶馬i8等今年有望車身幾乎完全由碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成。
       當(dāng)然，電動車也不例外。單次充電所達(dá)到的可驅(qū)動范圍想要越長，那么汽車重量就要減小。因此，高端電動汽車如寶馬i8或特斯拉Model S近期內(nèi)也會考慮采用碳復(fù)合材料車輪。
       相對來說，碳纖維復(fù)合材料在儲氫方面的作用很少被人提及，如豐田Mirai燃料電池汽車中的油箱。不過這種小批量生產(chǎn)模式自2015年十月以來一直銷售受限。油箱由油管外圍包裹一層碳復(fù)合材料而制得，能夠提供較高的儲存壓力，從而增加可存儲的氫氣量以及平均里程數(shù)。
       3D打印帶來的大變革：將從樣機(jī)制造、實(shí)驗擴(kuò)展到大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
       大批量生產(chǎn)零件的設(shè)計總是受限于現(xiàn)有的加工技術(shù)。尤其對于結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的部分，很難通過傳統(tǒng)的加工方法制得，這就限制了其在高端汽車中的發(fā)展。
       最近幾年，3D打印在幾番熱潮的背后也經(jīng)歷了不少階段性大發(fā)展。對于復(fù)雜零件部分來說其已經(jīng)克服了許多加工困難，，包括其他加工方法無法實(shí)現(xiàn)重復(fù)性生產(chǎn)的仿生結(jié)構(gòu)材料。這些零件的大量生產(chǎn)正處于剛剛起步的狀態(tài)。
       在2016年的紐約車展上，福特公司展示了利用3D打印技術(shù)制造的外形一致的復(fù)雜起泡結(jié)構(gòu)，這是傳統(tǒng)方法所不能做到的，因為每一個起泡結(jié)構(gòu)由成千上萬的小孔洞所組成。同時，他們還展示了大量的3D打印原型，例如汽車上的進(jìn)氣總管和拉桿。3D打印同樣適用于快速制模方面，所得到的壓模或沖模可用作后續(xù)傳統(tǒng)加工的設(shè)備。
       3D打印終端零件尤其適用于短生產(chǎn)周期的汽車上，這是由于這類汽車的主要成本來自于模具和原型的建立。利用3D打印技術(shù)可以大幅度地降低這部分的成本，因為每個零件的成本不依賴于生產(chǎn)周期的規(guī)模。如今，各種各樣的公司，上至GE航空制造部的飛行器零件下到美國標(biāo)準(zhǔn)化的浴室水龍頭，3D打印大大促使了原型設(shè)計的發(fā)展和實(shí)際零件的制造。
       在利用注塑工藝大量生產(chǎn)塑料零件，或用壓鑄工藝生產(chǎn)金屬零件方面，沖壓模具是必不可少的。即使對于簡單的零件，沖壓模具也要耗時幾周完成，并且由于加工形狀復(fù)雜而需要較高的勞動成本，因而耗資巨大。但是，利用3D打印技術(shù)，零件的計算機(jī)模型可迅速制造出模具，并將用于后續(xù)的大量生產(chǎn)中。并且，這種功能使得零件在全面投入生產(chǎn)之前能進(jìn)行多樣化的測試。
       未來的材料：全新的定制材料已應(yīng)用于下一代汽車的制造中。
       一場潛伏于超強(qiáng)碳復(fù)合材料中的變革正在悄然發(fā)生。下一次，或許汽車制造商利用的已不再是碳纖維，而是谷物的外殼、麻類纖維、椰子的外殼、大豆油和碎棉花、等等。利用天然材料制成的復(fù)合材料，有望在未來應(yīng)用到汽車上。
       聽起來這些復(fù)合材料似乎沒有什么前景，或者不夠高端，但實(shí)際上，相比目前汽車上常用的高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料，天然復(fù)合材料在生產(chǎn)及應(yīng)用方面存在更多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。其中，尤其對于那些在傳統(tǒng)觀念中被認(rèn)為是廢物的材料，其不同批次間產(chǎn)物的變化很大。
       同時，天然材料與塑料不易鍵合，兩者難以混合，導(dǎo)致零件的強(qiáng)度低。加工處理過程中要求從植物中提取的纖維與粘結(jié)物塑料相協(xié)調(diào)。
       此次福特公司恰恰利用了這一優(yōu)勢，其著眼于天然可回收復(fù)合材料的發(fā)展，部分由這些材料制成的零件已經(jīng)投入生產(chǎn)。福特Escape系列中，汽車的內(nèi)門面板變成了麻類纖維復(fù)合材料，替代傳統(tǒng)注模成型的塑料，這已經(jīng)省去大約300,000磅油性材料，并且減重整個零件的25%。（油麻是一種生長十分快的植物，主要目的為了得到它的纖維，過去常制作成繩子和帆布。）椰子殼復(fù)合材料常用于一些福特系列車的內(nèi)飾板和后備箱墊，也包括福特的電動系列車。此外，發(fā)動機(jī)絕緣材料使用的是近乎兩條廢舊牛仔布料。
       福特公司甚至嘗試將美國廢舊的紙幣—這些貨幣由混棉制成，殘幣在貨幣流通過程中被政府淘汰下來—撕成碎片，用于杯座和門套上。
       利用天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了減重，提高了隔熱性和防音性，并且有極高的斷裂韌性。當(dāng)然，這種材料環(huán)境友好：這些材料是可持續(xù)的，并且可以顯著減少極度依賴于石油資源的塑料的消耗。
       結(jié)語：
       2016年紐約國際車展中，汽車設(shè)計、輕質(zhì)復(fù)合材料的應(yīng)用、3D打印都是此前不算新鮮的競爭手段。其中出現(xiàn)的多種多樣的天然可循環(huán)材料，或許又會引起下一次車用材料風(fēng)潮。