蘭博基尼上用的鍛造複合材料（Forged Composite） 與普通碳纖維相比先進在哪？

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我的研究室是做CFRP研究的，所以對此稍有關注。
Forged composite並沒有多少實質性的對複合碳纖維材料的改變。平時我們看到的汽車或球杆CFRP的紋理是格子的僅僅是因為是長纖維編織（類似打毛衣當然打法不一樣）。而forged composite用的是短纖維，短纖維分散在matrix中，於是沒有這樣的紋理。

那麼，為什麼要用短纖維？

最大的意義是可以節省cost。節省買纖維的cost也節省製作的cost。短纖維本身便宜，而且不用像長纖維的lamina那樣要一層一層做，所以節省cost。cost正是讓CFRP這種這麼好的材料無法在生活中普及的最大原因。所以這麼來看這個方法有其積極的意義。

那麼，為什麼這麼好，又這麼簡單的方法，不早點普及？為什麼不用于飛機？

因為短纖維的強度還是不及長纖維的纖維方向的強度。不能滿足航空的某些要求。短纖維composite的一個優點是因為分散隨機所以各個方向強度都差不多，而長纖維只在纖維方向強。可是長纖維可以通過不同的編織方法或者一層層layup來增強各個方向的強度。（當然成本高了）。所以現在航空用的多是長纖維。

綜上，我的愚見是這就是一種普通的高效率的短纖維複合材料成型加工法。我畢業論文做的也非CFRP相關，歡迎CFRP相關人士指正。

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知乎處女答就獻給這道題目了。

首先感謝給出這道題的人，之前我也沒聽說過這種成型方式。再感謝前面作答的朋友，我就不重複了。

先上結論，只在EI找到了專利的資料，而且只是介紹，比較簡單，我會翻譯的。cnki和web of science妥妥沒有。

原文及鏈接

Engineering Village

Abstract: Recent composite technology research and development efforts have focused on new out-of-autoclave material forms, and automated processes that can markedly increase production efficiencies. In a fashion similar to the aviation industry, manufacturers of high performance automobiles are moving away from costly manufacturing processes based on manual lay-up of prepreg and autoclave cure. Since 2007, the research and development efforts at Lamborghini have aimed at reducing composite part cost and increasing production rate. This effort has culminated in the development of Forged Composite? technology, which is an advanced compression molding technique that utilizes carbon fiber sheet molding compounds. This publication constitutes the first public technical disclosure of both Forged Composite? and of the control arms manufactured using this technology. The process, which uses high pressures but conventional temperatures, is used to manufacture parts with complex geometries and subject to combined loadings, which were typically manufactured as aluminum and titanium forgings. This technology was used to manufacture the inner monocoque and the suspension control arms of the Sesto Elemento, a multi-million dollar composite technology demonstrator vehicle unveiled in September 2010 at the Paris Autoshow. This paper focuses on the development of the suspension control arms, which aim at a 30% weight reduction, as well as a cost and cycle time reduction with respect to the baseline forged aluminum construction.

這項技術2011年就申專利了（再一次證明了一項技術要工業化多麼漫長），申請單位是Automobili Lamborghini Advanced Composite Structures Laboratory（蘭博基尼居然有自己的複合材料結構實驗室！）、Dept. of Aeronautics and Astronautics, University of Washington、Seattle, WA 98195-2400, United States 後面兩家一個是Washington大學，還有一個懶得查 了。

說明如下：這是一種新的非高壓成型的複合材料成型方式，並且可以實現自動化。和航空業一樣，汽車業也在逐步放棄使用手工成型的預浸料方式以其他自動化工藝代替。07年以來，lamborghini的工程師發展了一種低成本高產率成型方式Forged Composite?，其原料是片狀模塑料SMC（sheet molding compounds），Forged Composite?是高壓常溫成型的，可以製造複雜結構和受力複雜的部件，之所以叫forging是因為其成型過程和鋁、鈦等金屬的類似。但是這項技術用來製造Sesto Elemento的轉向桿。最後，這項技術期望轉向桿可以減重30%，並且降低生產成本和周期，最終成本能夠接近鋁的。

（這翻譯比考研簡單多了。。。）接下來是我個人的一些看法，從關鍵的幾句能猜測出，這還是SMC成型的一個改進吧，當然這是我個人觀點（SMC複合材料_百度百科）原料應該是可以常溫固化的樹脂+碳纖維，所以 @徐瑞 上面說的可以更加柔軟的特性我不知道怎麼來的，當然也可能是我的信息來源不完整。其次，carbonskin沒有在資料庫內檢索到，倒是市面上的各種報道都用了這個名詞，因此我也沒辦法驗證其真實性。最後，對

"Carbonskin，據以上描述應該是新的纖維加工方式做出來的碳纖維。
傳統纖維的加工方式有：熔融紡絲、溶液紡絲，但它們都不適用於碳纖維的製造，碳纖維一般以有機物為原料，採用間接法製造，即氣相法和有機纖維碳化法。
氣相法不能製造連續長絲，有機纖維碳化則需要穩定化處理纖維，再在惰性氣氛下煅燒碳化。"

表示一點看法，carbonskin肯定是一種複合材料，而非纖維，所以我覺得這個說法欠妥。

終於結束了，我也只是大四學生，有不正確的地方歡迎討論。

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下午更新

答完之後覺得很多問題沒有講明白，還有的自己也很模糊，於是重新翻閱資料後補充一點

1.關於EI無法檢索。。。。。。我忘了EI過幾分鐘就要再重新檢索了，所以想看的直接搜forged composites，第一個就是，其實我把主要內容都複製過來了。

2.本著知識分子的精神再講講片狀模塑料SMC，基體還是樹脂，增強體是短纖或長纖的氈、無紡布等（注意不是連續纖維，也就是不是編製布）通過模具和壓機，加熱加壓成型的複合材料。所以有一點沒講清楚的就在這，熱固性樹脂是一定要加熱的（即使用低溫固化劑），而forged composite可以常溫固化說明其基體是熱塑性的（和現在國外倡導可回收的理念也吻合），熱塑性樹脂的高粘度正好需要高壓來成型。

3.SMC的模壓成型方法只能歸為低成本，快速自動化的複合材料生產方法，其力學性能指標是低於預浸料手糊成型的。所以我們也要認識到即使是幾百萬級的超跑也是要適當考慮成本問題的。

Conclusion：

這種成型方法我個人分析還是模壓成型的升級版吧，還不至於牛逼到自成新的成型方法（況且我們不能一家汽車製造商去發明新的材料成型工藝是吧），forged composite也正像樓上朋友提到的，商家給他個帥氣的新名詞，反正買的起人又不是我等材料狗。最後還是要羨慕一句，我們國家複合材料行業什麼時候才能高端起來。。。

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碳纖維應該是一樣的，基本大家都是用的日本東麗(toray)之類的原材料。

這個Forged Composite指的是一種加工成型方式，區別於原來的編織方法。

P.S. 其實碳纖維在自行車領域的應用更廣泛成熟，轉一個百度貼：
【ZT】碳纖維介紹（不要看標題簡單點進來看你就知道不一樣）

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受寵若驚地謝邀= =
首先贊同 @fengwei liu 的觀點。
對車的了解不多，查了下題主提到的那些車，其實還是用碳纖維材料代替傳統的金屬材料以達到減輕重量的目的。 其原因在於碳纖維的比強度（什麼是比強度：比強度_百度百科）很高，也就是說在滿足車輛應該有的強度標準下，可以大幅減輕重量，也就可以達到省油、提速等等效果。
其實你這個問題提的比較模糊，鍛造是一種很傳統的金屬材料熱加工方式，複合材料的覆蓋範圍很廣，碳纖維也不是簡單的碳纖維。
我還是來上概念好了。

1、碳纖維
其實 @fengwei liu答案中給的鏈接介紹的已經很詳盡了，就是讀起來感覺零零散散的，比較口頭化，但是畢竟搬很多專業名詞上來也不會有什麼幫助，所以歸納一下。
首先是碳纖維定義，然後是依次是發展史、結構、強度劃分、成型方法以及應用。

2、複合材料

複合材料是由兩種或兩種以上不同物理、化學性質的物質以微觀或宏觀形式複合而成的多相材料。複合材料的組元一般分為基體和增強體。

通俗的說，以鋼筋混凝土為例，水泥只是水泥，但是往水泥裡面加入砂石製成混凝土，再澆注到鋼筋結構中，就可以大大提高材料性能。這裡就可以粗糙的把水泥理解為基體，砂石、鋼筋為增強體。

3、鍛造（forging）
具體概念我也不粘貼來粘貼去了，直接上鏈接鍛造_百度百科、熱加工_百度百科

鍛造是將金屬加熱到塑性變形階段，再進行成型加工，如合金鋼需加熱到形成均勻奧氏體後。溫度低塑性不好，易產生裂紋，溫度過高金屬件易過分氧化，影響加工件質量。

通俗地說就是加熱使材料變軟然後成型成為人們想要的形狀。

碳纖維屬於符合材料的增強體，是一種無機非金屬纖維。要用到產品上，就必須成型。
有了以上概念再來看鍛造複合材料（forged composite），只能由文字來推測直譯為「經過鍛造成型的複合材料」，也就是區別於如 @fengwei liu給的鏈接里說的那些傳統成型的成型。
也許是一種新的工藝，可以提高產能或是獲得更優性能等等。不是業內人士了解甚少。

P.S.
可以去搜索一個視頻看一下：超級工廠 奧迪R8
其中詳盡地說了R8從原材料（鋁合金）成為一輛車的過程，應該會有所幫助。

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更新：
感謝@高煒亞提醒，這種材料叫做「Carbonskin」

在碳纖維技術上始終保持領先的蘭博基尼品牌，不僅將該技術應用於車身結構中，同時也在探索將其拓展至更多全新的領域。與傳統汽車座椅不同，Aventador J的座椅首次採用了蘭博基尼剛剛申請專利的Forged COMPOSITE?（鍛造型複合材料），其襯墊則是由更具彈性的碳纖維織物製成。

蘭博基尼的專家們還特別為Aventador J研發出一種源於碳纖維的全新材料。這種物質名為「Carbonskin」，是由浸泡在環氧樹脂中的碳纖維提煉而成，其纖維結構更穩定，表面摸起來更加柔軟，並且是首次應用於汽車產品上。Aventador J的整個駕駛艙和座椅的部分區域都是由這種全新材料覆蓋，顏色為亞光黑。可以肯定的是，未來這項專利技術的應用將會更多樣化，甚至會出現在蘭博基尼推出的高端服飾產品中。

（引用自蘭博基尼Aventador J日內瓦車展全球首發）

所以
（1）forged composite是一種專利，保密與否，具體技術細節外人都不清楚。

（2）Carbonskin，據以上描述應該是新的纖維加工方式做出來的碳纖維。
傳統纖維的加工方式有：熔融紡絲、溶液紡絲，但它們都不適用於碳纖維的製造，碳纖維一般以有機物為原料，採用間接法製造，即氣相法和有機纖維碳化法。
氣相法不能製造連續長絲，有機纖維碳化則需要穩定化處理纖維，再在惰性氣氛下煅燒碳化。

Carbonskin是由浸泡在環氧樹脂中的碳纖維提煉而成，其纖維結構更穩定，表面摸起來更加柔軟

應該是一種新的纖維加工方式。

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2014.11.04更新
感謝 @魏佳亮檢索出了這一項專利，並且糾正了我的一個錯誤！

carbonskin不是碳纖維而是另一種新的源於碳纖維的複合材料，它的名字叫「carbonskin」，具體是什麼我們都沒有檢索到。

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先佔個坑，有空再來解釋，這很顯然是碳纖維氈增強熱塑性樹脂基複合材料。鍛造無非是借金屬加工的名詞取的高大上的名字，加熱、敲打、冷卻成型，纖維氈增強熱塑性樹脂：加熱、模壓或其他工藝、冷卻成型。跟目前應用比較多的碳纖維增強熱固性樹脂如環氧、雙馬等成型工藝明顯不同。由於熱塑性樹脂熔融黏度小，很難浸潤碳纖維，所以不能樹脂纖維直接一起成型，需要層壓板預製件，大概那個carbonskin就是預製件了，國內汽車行業玻璃纖維氈增強熱塑性很多，成熟工藝了，碳氈很少，可能覺得沒啥必要吧。目前熱塑性這塊難度大的兩類：連續碳纖維增強，和高性能耐高溫熱塑性樹脂比如peek，而這也是高檔次玩意急需的。

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混碳塑料而已，即將短切碳絲（下腳料）混入樹脂中再注入模具成型，以此來降低成本。性能遠遠比不上手工層疊後再抽真空高溫固化的樹脂基碳纖，還要吹牛逼搞噱頭說更牛逼。

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蘭博基尼推出一種碳纖維複合材料的成型方法，衍生的名詞鍛造複合材料(Forged Composite)或者鍛造碳纖維（Forged Carbon Fiber），產品被命名為Carbonskin。

首先來說說鍛造的定義：鍛造是一種利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓（鍛造與衝壓）的兩大組成部分之一。

顯然鍛造的定義只適用於金屬材料，而翻譯的人直接從英文Forged翻譯過來，並不適用於目前中國的知識體系。

再來看看這個鍛造複合材料也就是Carbonskin到底是怎麼製作的，按照英文就是把碳纖維切成短纖維，然後和樹脂混合後注入鋼模具中加壓加熱固化得到的產品，對比傳統的模壓成型（又稱壓製成型或壓縮成型，簡稱SMC，是先將粉狀，粒狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具型腔中，然後閉模加壓而使其成型並固化的作業)，幾乎在流程上看不出來什麼區別，也就是SMC工藝的高級版本罷了。

在我看來這個鍛造複合材料無非是蘭博基尼吸引眼球的噱頭，不如直接翻譯為壓制碳纖維複合材料，模壓碳纖維複合材料或者壓制碳纖維複合材料。

再說說鍛造碳纖維，可它壓根就不是碳纖維， 叫什麼鍛造碳纖維，難道是丙烯腈聚合原液直接在模具里鍛造生產的碳纖維維嗎？好歹也碳纖維科班出身，一直從事碳纖維製備。

如果是要表達製備複合材料（也就是所謂的鍛造複合材料）用的短切碳纖維，那就叫短切碳纖維好了。

碳纖維按照原材料分丙烯腈基碳纖維、黏膠基碳纖維、瀝青基碳纖維；按照製造工藝分干噴濕紡碳纖維、濕法碳纖維；按照根數分3K4K6K12K24K48K...；

鍛造碳纖維又算什麼鬼，還是我孤陋寡聞，趕緊回學校重新學習學習。歡迎補充指正。

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路過先看看吧

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更輕，wiki上說它比鈦更輕也更強壯，可以提速一秒鐘。要說機理真的要查一些資料了，太麻煩了。。

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普通的碳纖維複合材料生產效率比較低，相比於普通複合材料，先進鍛造技術重回製造技術是一個很有前景的方向、鍛造技術可以很好的保證結構內部的的應力狀態、主要優點還是效率能大大提高

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短纖維

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其實鍛造碳纖維成型工藝是將已經達到了180度溫度的壓力機下壓，這一刻碳纖維鍛造片材由於受到了外界壓力產生塑性形變，這裡的變化部分屬於物理變化，之後由於高溫將片才內的高沸點溶劑揮發掉，形成完整的化學鍵交連，所以蘭博基尼用鍛造這個詞還是很精準的。只是該技術屬於國家級專利保護未公開，我們對他的了解很少。如果對這個工藝有興趣的咱們可以多溝通，如有說的不對的地方，請您莫怪，學生能力有限，多包涵。[抱拳]

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