毫不畏懼5000Nm扭力的摧殘!台灣品牌首款「Carbon Drive-shaft碳纖傳軸」之工廠產線直擊(內附生產動態影片)

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isCar! 還記得4月初Taipei AMPA 2016台北車用零配件展出現台灣品牌首度推出、洋溢無比高性能本色的「Carbon Drive-shaft碳纖維傳動軸」,展覽現場同時還進行實際難得一見的「破壞測試」,即使受測部品是管壁厚度比正式版還薄0.2mm的「特製測試版」,但最大承受扭力居然達到4514 Nm(460.28kgm),讓現場觀看人士大開眼界之餘,也讓其名氣拉抬到最高!究竟這個台灣第一款碳纖傳動軸打從設計、製作與測試的生產過程有何獨到之處?就讓isCar這篇工廠產線的直擊報導告訴大家吧......

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取材協力:岩璟實業

一般前置引擎的後驅車、四驅車為將動力傳遞給後輪輸出,傳動系統也配置Central Drive-shaft中央傳動軸,而多數車廠囿於造車成本的考量,同常都採用鋼材結構,不過本身重量、剛性與平衡性等表現的好壞與否,都攸關到動力耗損與輸出靈敏度,於是一些高性能本色的車款,則配置可完美兼顧輕量化、高剛性、高平衡性的碳纖傳動軸,包括BMW F80 M3/F82 M4與Nissan R35 GT-R都是最好例子!

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這家本身鑽研「Dry Carbon」乾式碳纖維已超過16年光景的台灣廠商,基於老闆對開發高性能車用部品的熱情,早在4年前便開始將經營觸角延伸到技術Know How更高的CarbonDrive-shaft碳纖維傳動軸!相較於一般常見於車輛內、外觀的Dry Carbon碳纖套件飾板,碳纖維傳動軸因使用條件、運作狀態除了更強調輕量化、高剛性的完美契合,運轉平衡度不無法偏廢,也使得整個結構材料、生產製程、測試工法甚至生產設備都完全大不同之下,老闆也決定將整個產線「打掉重練」,即使耗資超過$3000萬台幣,但為能製作出台灣品牌第一支碳纖傳動軸,一圓自我對高性能的渴望,本身也倍覺甘之如飴!

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這款首見於4月初Taipei AMPA 2016台北車用零配件的台灣品牌碳纖維傳動軸,現場進行難得一見的「破壞測試」,最大承受扭力居然達到4514 Nm(460.28kgm),讓現場觀看人士大開眼界!

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廠商為取信眾人同時證明本身優越設計,現場還特地剖開碳纖傳動軸,管身內部完全只有碳纖材質,不像有的國外產品還『偷吃步』內部還包覆鋼管!

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同樣都以碳纖維紗為基本材料的Dry Carbon套件與碳纖傳動軸,即使整個生產製程可說是兩者完全不同領域,但這家台灣廠商充分活用本身在碳纖維紗與Epoxy環氧樹酯在所謂「膠合預浸」專業技術與經驗的優勢,加上本身同時也具備研發專用生產機具的能力,連帶也大幅加速碳纖維紗後續品質再精進、再蛻變的速度,光就碳纖維紗完成預浸過程之後的品質,就足以傲視一大票國外競爭對手了,由此也不難看出廠商對材質品質、特性毫不屈服的態度!

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雖然和Dry Carbon碳纖套件都採用碳纖維紗為基本材質,不過碳纖維傳動軸特性要求明顯更高之下,廠商也發揮本身在「膠合預浸」專業技術與經驗雙優勢,成就出這款台灣第一支Dry Carbon碳纖維傳動軸。

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本身完全採用Dry Carbon標準製程的台灣部品(下方),內部結構也和Wet Carbon型式的國外部品也明顯差異!

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當碳纖維紗與與Epoxy完成預浸過程之後,緊接就是所謂纏繞成型!表面上雖說只要將碳纖維紗纏成一個長條筒狀結構即可,但這家廠商為在完美達到輕量化、高剛性、高韌性等多元套性之餘,同時還能擁有絕佳的平衡性表現,除了自行設計出專用的纏繞機具,針對碳纖維絲的纏繞角度、密度與厚度的結構配置,前後更花費龐大時間與經費進行精細的測試與改良!畢竟在高速運轉的狀態下,如何讓自家碳纖維傳動軸產品擁有超脫市場對手的卓越特性,所有製造環節除需把標準一步步提高之外,同時還錙銖必較!如此之下,這款Made in Taiwan的碳纖維傳動軸,即使成品式樣的管壁厚度只有區區2.9mm而已,純粹以全碳纖材質就可抵擋5000Nm扭力的摧殘,完全不需要像若干國外品牌還得包覆鋼管以提高剛性表現!從這一點不難能看出箇中關鍵了。

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廠商為了在完美達到輕量化、高剛性、高韌性等多元套性的同時,同時還能擁有絕佳的平衡性表現,也自行設計出專用的碳紗纏繞機具。

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針對碳纖維紗的纏繞角度、密度與厚度的結構配置,廠商前後更花費龐大時間與經費進行精細的測試與改良!

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纏繞成筒狀造型之後的製程,就是得經過Autocalve「壓力釜」的高壓、高溫成型過程!碳纖傳動軸至於採用完全密閉化空間的壓力釜內部,因其成型溫度遠超過水沸點,基於空力熱膨脹原理,壓力斧內部壓力在這個條件下,每1kg壓力瞬間提高100倍之多,整體結構變得更為密實也達到高剛性、高韌性的要求!如果大家曾經看過F1賽車的製作影片,特別是與這款MIT碳纖傳動軸如出一轍的Mono-Block單體碳纖座艙製程,相信就不難體會出這個道理了。

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為提高碳纖筒身的真圓度,模具當然也是自行設計!經過壓力釜的高壓、高溫成型過程,碳纖傳動軸的主體結構也大功告成。

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由於碳纖維紗纏繞的不同,連帶也造就不同的剛性、與平衡表現!光從前期版本(左)、最終版本(右)的外觀紋路,不難看出廠商對於品質的計較程度!

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經過壓力釜高溫高壓的成型過程,一旦在經過冷卻脫膜之後的模樣,碳纖傳動軸的筒身主結構也完成了,再過來就是前後接頭的膠合!為了搭配輕量化、高剛性的碳纖維筒身,兩側的金屬接頭也採用相同特質的鍛造鋼材,而且直徑也比原廠式樣還粗!同時再搭配7075合金材質,整體重量更為輕盈的條件之下,承受應力、耐用度表現反倒更明顯上攀!也由於在整個產品結構斤斤計較,外在感官也流露細膩的高質感。由於整個製程環節十分複雜又耗時,完成一支碳纖傳動軸得要花上一整個工作天時間!

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就算和「東瀛戰神」配的碳纖傳動軸相較,這組MIT品牌不論特性極限、材質用料與外在感觸,都展現出更卓越的領先態勢!

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所有生產環節都採超高標準,台灣碳纖傳動軸的管壁完全呈現實心狀態,反觀它牌部品則因Wet Carbon製程而無法避免影響耐用度的「砂孔」現象!

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一旦產品所有製程都完成後,緊接著當然是嚴苛測試的階段!基於現行國內外都沒有專門從事檢驗碳纖傳動軸測試的官方機構與認證,這家台灣廠商基於具體瞭解旗下產品的特性極限,同時探取任何可再進化的契機,是特別動用私人關係遠赴日本隸屬國土交通省旗下的鐵道局進行測試,原因乃是日本鐵道局內部配置了用來測試鐵軌強度的高扭力測試機!經過多次的台、日奔波,廠商本身除了一步步進化碳纖傳動軸的結構設計,也發揮本身開發機具的長才,後續乾脆自己製作出一套專門用來進行破壞測試、疲勞實測的測試機,以進一步縮短測試時程!

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基於想具體瞭解旗下產品的特性極限,同時探取任何可再進化的契機,廠商特別動用私人關係遠赴日本隸屬國土交通省旗下的鐵道局,以其用來測試鐵軌強度的高扭力測試機進行測試!

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由於日本實測過程相當舟車勞頓,後續廠商乾脆自己製作出一套專門用來進行破壞測試、疲勞實測的測試機,以進一步縮短測試時程!

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而這款MIT碳纖傳動軸的成品式樣,最大承受扭力則高達5000Nm以上,實在令人咋舌。整個測試環節還包括:平衡測試、線性測試,以及模擬實車行駛狀態、最高轉速高達8000rpm的高速運轉測試等等!整個從無到有的任何環節都秉持一絲不苟的嚴謹態度,難怪成就出最大承受扭力高達5000Nm以上的驚人實力。至於重量方面,以Ford Mustang Mk.4來說,原廠鋼製傳動軸重量為16.935kg,反觀這款台灣碳纖傳動軸則只有不到一半的5.240kg!而Toyota 86原廠部品重量為12kg左右,台灣傳動軸只有4.9kg,在在顯出優異的輕量化本色。
相較於售價普遍都在$7、8萬台幣之譜的國外品牌,這組台灣品牌碳纖傳動軸的最低售價居然只有$3萬2千元,而其最高價則不超過$5萬元,這個價格絕對讓大票性能車迷跌破眼鏡!目前對應車種除了FR車款大宗的Toyota 86、Subaru BRZ、Scion FR-S之外,還有BMW E90/92 M3、Ford Mustang Mk.6與專門外銷日本的Nissan R34 Skyline GT-R,後續則將打算再衍生Honda S2000、Mazda Miata MX-5 Mk.4等車系,這些車主還真有福氣,可享受到MIT物美價廉的高性能部品!

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「平衡測試」:乃是檢視碳纖傳動軸的動態平衡狀況!若出現負相位現象,則添加平衡片,要是現正相位,則在兩側接座鑽孔達到平衡運轉

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「線性測試」:乃是檢視碳纖筒身的筆直度!最大容許偏差值為「2條」,也就是0.02mm。

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重量方面,以Ford Mustang Mk.4來說,原廠鋼製傳動軸重量為16.935kg,反觀這款台灣碳纖傳動軸則只有不到一半的5.240kg!

碳纖維紗「纏繞動態」影片


碳纖筒身「自動切割」影片


碳纖傳動軸「動態平衡」測試影片



碳纖筒身「線性平衡」影片