Với ngoại hình dữ dằn, mẫu xe đua có tốc độ 274 km/h Cadillac ATS-VR nổi bật giữa triển lãm ôtô Detroit, một phần nhờ cánh gió cỡ lớn phía đuôi xe. Chiếc cánh này làm từ sợi carbon, vật liệu bền và nhẹ, đồng thời siêu đắt, có nghĩa việc sử dụng chỉ áp dụng với các mẫu xe cao cấp với số lượng hạn chế. Nhưng ở Detroit, có dấu hiệu cho thấy các hãng xe Mỹ, dẫn đầu là GM và Ford, đang tìm cách đưa sợi carbon lên xe sản xuất hàng loạt.
 |
| Cadillac ATS-VR với cánh gió sau cỡ lớn làm từ sợi carbon. |
Đó là vì loại vật liệu này có thể làm cơ sở cho bước thay đổi trong việc tiết kiệm nhiên liệu của xe hơi khi giúp chúng nhẹ hơn. Sợi carbon cứng như thép nhưng trọng lượng chỉ bằng một nửa hoặc ít hơn thế. Jeff Owens, giám đốc công nghệ của Delphi Automotive, một hãng cung cấp linh kiện ôtô, cho biết sợi carbon không khác gì "chiếc Chén thánh" đối với ngành công nghiệp ôtô. "Nó siêu cứng và rất nhẹ".
Nhưng các hãng xe cũng đối mặt với các thách thức trong việc đưa sợi carbon thành vật liệu phổ biến cho xe sản xuất hàng loạt, đặc biệt là quá trình chế tạo hiệu quả để sản xuất các chi tiết bằng sợi carbon với số lượng lớn.
Tại Detroit, Ford tuyên bố đang khởi động một nỗ lực nghiên cứu phối hợp với công ty hóa chất DowAksa trong việc đưa sợi carbon vào ngành công nghiệp ôtô. Còn GM, hãng mẹ của Cadillac, từ hơn 3 năm nay tham gia chương trình nghiên cứu với hãng Nhật Teijin, giống những gì Ford đang làm.
Thúc đẩy phát triển sợi carbon trong ngành công nghiệp ôtô chỉ là bước đi mới nhất trong một loạt thay đổi xuất phát từ các quy định của Mỹ, buộc các hãng xe nâng cao khả năng tiết kiệm nhiên liệu trung bình trên các sản phẩm, từ 8,6 lít năm 2012 xuống 4,3 lít vào 2015.
Yêu cầu nghiêm ngặt trên đối với các nhà sản xuất ôtô càng khiến sợi carbon thêm quan trọng, cũng giống khi Ford giới thiệu thân xe bằng nhôm của F150 pickup, mẫu xe bán chạy nhất Bắc Mỹ, trong năm 2014. Đó là thời điểm đánh dấu nhôm lần đầu được sử dụng trên một mẫu xe sản xuất hàng loạt thật sự. Và việc lượng thép được thay bằng nhôm giúp F150 giảm 13% trọng lượng so với phiên bản trước đó.
 |
| Ford F 150 với thân xe bằng nhôm. |
Cũng giống các hãng xe khác, GM và các nhà cung cấp linh kiện cho biết, rằng rất khó để tiên đoán khi nào là thời điểm tương tự đối với sợi carbon. Việc sản xuất linh kiện từ sợi carbon dẫn tới phải có nhân công chuyên sâu, chậm và không thích hợp với cách mà các hãng xe khai thác. Đó là bởi các bộ phận được làm bằng cách đan các sợi carbon với nhựa thông rồi nung hỗn hợp cứng.
Nghiên cứu của GM nhằm khám phá khả năng kết hợp sợi carbon và nhựa để tạo ra quá trình sản xuất đơn giản hơn.
Jim deVries, giám đốc vật liệu và nghiên cứu chế tạo tại Ford, tập trung vào thời gian cần thiết để sản xuất các linh kiện sợi carbon như một vấn đề lớn nhất. "Bạn thấy sợi carbon trên nhiều mẫu xe hạng sang, với số lượng thấp. Thách thức và trọng tâm của chúng tôi là đưa vật liệu này sang sản phẩm có số lượng lớn".
Johnson Controls, một nhà cung cấp linh kiện ôtô, từng trưng bày ghế xe nguyên mẫu Camisma với bộ khung bằng sợi carbon có trọng lượng nhẹ hơn 40% so với kim loại tương ứng.
Andreas Eppinger, giám đốc công nghệ của Johnson Controls cho biết thiết kế của chiếc ghế giải quyết được nhiều vấn đề mà những hãng khác đang cố tìm ra. Hãng này đã đơn giản hóa quá trình sản xuất và phát triển các robot để chế tạo sợi carbon, có nghĩa họ có thẻ tạo ra 200.000 chiếc ghế mỗi năm chỉ trên một dây chuyền. Tuy nhiên, các phương pháp thế này dường như vẫn tốn kém hơn các công nghệ hiện hành cho tương lai gần.
Nhưng Jeff Owens, giám đốc hãng cung cấp linh kiện, chỉ ra rằng các nhà sản xuất ôtô có thể phải chịu chi phí cao hơn thế nếu chọn cách khác để tăng mức tiết kiệm nhiên liệu. "Để đáp ứng các quy định khắt khe về mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải, mọi thứ sẽ ngày càng đắt đỏ. Một số vật liệu thay thế dường như tốt hơn", người đàn ông này ám chỉ tới sợi carbon.
Mỹ Anh
