英國復合材料技術專家Cygnet Texkimp與邁凱倫汽車達成獨家合作,把原本專用于超級跑車制造的ART(Automated Rapid Tape,自動化快速鋪帶)技術推向工業化規模。ART技術憑借高速沉積干碳纖維帶,達成復雜復合材料部件的高效、低浪費生產。目前該技術已在邁凱倫英國謝菲爾德復合材料技術中心(MCTC)實現量產,并且計劃進一步拓展至航空航天、國防及能源領域。這一技術的工業化進程,正深刻改變著汽車制造乃至多個工業領域的生產模式與產業格局。

ART技術由邁凱倫工程師專門為超級跑車量身打造,旨在攻克傳統復合材料制造過程中存在的三大難題:生產效率低下、材料浪費嚴重以及定制化成本高昂。其核心優勢顯著且全面,在速度、精度與可持續性方面實現了三重重大突破。
在速度方面,ART技術展現出超高速鋪帶的卓越性能。其沉積速度高達2.5米/秒,這一速度是傳統手工鋪層的10倍以上。如此驚人的速度使得單臺設備年產能足以滿足數千輛高端車型的需求,極大地提升了生產效率,縮短了生產周期,為大規模工業化生產奠定了堅實基礎。同時,ART技術采用固定沉積頭搭配高速移動工作臺的獨特機械結構,這種精妙設計確保了鋪層精度誤差被嚴格控制在±0.1mm以內,完全能夠滿足航空級部件對精度的嚴苛標準,為高端制造提供了可靠的技術保障。
在可持續性上,ART技術實現了零浪費制造。干碳纖維帶在ART工藝中的利用率高達95%,而傳統工藝的利用率僅在60% - 70%之間。通過精準裁切與路徑優化,ART技術大幅降低了原材料成本,減少了資源浪費。此外,干式工藝省去了樹脂浸漬環節,有效減少了揮發性有機化合物(VOC)的排放,積極響應了汽車行業碳中和的目標要求,為環保制造提供了有力支持。
ART技術在結構定制化方面同樣表現出色。纖維方向可實時調整,這使得部件的剛度與柔性能夠實現區域化控制。以邁凱倫W1超級跑車為例,其車身部件運用ART技術后,在保持輕量化的同時,局部抗沖擊性能提升了30%。這種精準的結構定制能力,為汽車設計帶來了更多可能性,滿足了不同車型對性能的多樣化需求。
ART技術的工業化進程推動了其在汽車行業的多場景廣泛應用,形成了“高端定制 - 規模化生產 - 售后市場”的完整三級應用體系,全面覆蓋了汽車制造的各個環節。
在超級跑車與高性能車領域,ART技術助力實現了輕量化與性能的極致平衡。邁凱倫W1 Ultimate Supercar的車身結構件,如A柱、門檻梁等,均采用ART工藝制造。整車在減重15%的同時,扭轉剛度提升了12%。這一技術通過纖維方向的動態調整,實現了部件“一材多用”的獨特效果。例如,座椅骨架不僅能夠承載重量,還具備吸能功能,減少了零件數量與裝配成本,提升了整車的綜合性能與性價比。
對于電動汽車而言,ART技術帶來了續航與安全的雙重賦能。在電池包殼體方面,ART制造的碳纖維復合材料殼體比鋁制殼體輕40%,且抗穿刺性能提升2倍。這一優勢不僅延長了電動車的續航里程,還顯著降低了熱失控風險,提高了電池的安全性。在電機罩與底盤制造中,干式鋪帶工藝能夠完美適配異形曲面,有效解決了傳統金屬沖壓件的回彈問題,將生產良率提升至98%以上,保障了電動汽車生產的穩定性與高質量。
在量產車型方面,ART技術推動了成本下探與規模化生產。Cygnet與邁凱倫合作研發的第二臺工業級ART設備將于2025年11月交付使用。該設備將單件成本壓縮至傳統工藝的70%,使得碳纖維部件在豪華車(如寶馬7系、奔馳S級)中的滲透率從3%大幅提升至15%。此外,ART技術支持快速換型,可兼容不同車型的部件生產,將新車開發周期縮短6 - 8個月,為汽車制造商加快產品迭代、搶占市場先機提供了有力支持。
據MarketsandMarkets預測,2025 - 2030年全球汽車復合材料市場規模將以8.2%的復合年均增長率(CAGR)持續增長,到2030年市場規模將達到420億美元,其中碳纖維復合材料占比超過60%。ART技術的工業化無疑將成為重塑這一行業格局的關鍵力量,在高端市場、主流市場以及售后市場均展現出巨大的發展潛力。
在高端市場,超跑與賽車領域對ART技術有著剛性需求。邁凱倫、法拉利等知名品牌已將ART技術納入下一代車型開發計劃,預計到2026年,超跑市場碳纖維部件的滲透率將達到85%。在賽車領域,如F1賽事,ART技術實現了部件的快速迭代。開發周期從傳統的6個月大幅縮短至2周,每年節約研發成本超過2000萬美元,顯著提升了賽車團隊的競爭力與研發效率。
主流市場中,電動汽車與豪華車為ART技術提供了廣闊的增量空間。電動汽車對輕量化的迫切需求推動了碳纖維部件價格的逐步下探。ART技術使電池包殼體成本從每公斤120美元降至85美元,預計到2027年,全球電動車碳纖維用量將突破5萬噸。豪華車品牌如保時捷Taycan已啟動ART產線建設,計劃在2028年前實現車門、引擎蓋等部件的全碳纖維替代,進一步提升車輛的豪華感與性能表現。
售后市場同樣蘊含著巨大的藍海機會。Cygnet計劃在2026年推出ART維修套件,支持4S店快速修復碳纖維碰撞部件,維修成本比更換新件降低60%,為車主提供了更經濟、便捷的維修解決方案。改裝市場也借助ART技術實現了個性化部件定制,如碳纖維輪轂、尾翼等。預計到2030年,改裝市場規模將達到35億美元,滿足消費者對汽車個性化的追求。
ART技術的工業化不僅在生產效率上取得了顯著提升,更推動了汽車供應鏈向“按需制造”的深度轉型,對整個行業生態產生了深遠影響,涉及材料供應商、生產模式以及標準與認證體系等多個方面。
材料供應商的角色在ART技術的推動下發生了重大轉變。碳纖維廠商需要與ART設備商緊密合作,共同開發預浸帶標準。例如,東麗已推出適配ART的24K高模量碳纖維帶,其拉伸強度提升了18%,滿足了ART工藝對材料性能的更高要求。這種合作模式促進了材料供應商與設備商之間的技術融合與創新,推動了整個產業鏈的協同發展。

生產模式在ART技術的引領下迎來了革新。分布式制造成為可能,ART設備可靈活部署于區域性微工廠,實現“本地生產 + 本地交付”的高效模式。這一模式極大地縮短了供應鏈周期,減少了運輸成本與時間,提高了對市場需求的響應速度,使企業能夠更好地滿足客戶的個性化需求。
標準與認證體系的完善也是ART技術帶來的重要影響之一。邁凱倫聯合SAE制定ART工藝航空級認證標準,預計到2027年,該標準將成為全球碳纖維部件制造的通用規范。統一的標準與認證體系有助于規范市場秩序,提高產品質量,促進ART技術在全球范圍內的推廣與應用。
盡管ART技術前景廣闊,但在規模化應用的道路上仍面臨諸多挑戰,主要包括設備成本高企、材料兼容性限制以及技能人才缺口等問題。針對這些挑戰,相關企業和機構積極采取了一系列切實可行的對策。
設備成本高企是制約ART技術廣泛應用的首要因素。單臺工業級ART設備售價超過500萬美元,對于中小企業而言,這一高昂的成本難以承受。為解決這一問題,Cygnet推出了“設備租賃 + 技術授權”的創新模式。客戶可以根據產量支付費用,從而降低了初期投入成本,使更多企業能夠有機會應用ART技術,推動了技術的普及與推廣。
材料兼容性限制也是ART技術發展面臨的挑戰之一。干碳纖維帶與樹脂體系的匹配需要經過長期的試驗與優化,目前僅支持環氧、聚酰胺等少數樹脂。為突破這一限制,Cygnet與亨斯邁、巴斯夫等樹脂廠商共建聯合實驗室,加大研發投入,預計到2026年前實現熱塑性樹脂的兼容,進一步拓展ART技術的應用范圍。
技能人才缺口同樣不容忽視。ART操作需要操作人員具備復合材料與自動化的雙重專業知識背景,而目前全球合格工程師不足5000人。為培養專業人才,Cygnet與英國復合材料創新中心(NCC)合作開設培訓課程,計劃在3年內培養2000名技術工人,為ART技術的規模化應用提供人才保障。
Cygnet的工業化布局不僅在汽車領域取得了顯著成效,還引發了跨行業的廣泛關注與積極應用,ART技術正逐步溢出至航空航天、風電、建筑等多個領域,展現出強大的跨行業應用潛力。
在航空航天領域,空客與Cygnet合作開發機翼蒙皮ART產線,預計到2028年將實現A320機翼碳纖維部件成本降低40%。這一合作將提升飛機的性能與經濟性,推動航空航天制造業向更高效、更環保的方向發展。
風電行業也積極引入ART技術。維斯塔斯采用ART制造100米級風電葉片主梁,生產效率提升了3倍,葉片重量減輕了25%。這不僅提高了風電設備的發電效率,還降低了運輸與安裝成本,為風電行業的發展注入了新的動力。
建筑領域同樣受益于ART技術。該技術被用于制造碳纖維增強混凝土(CFRC)結構件,有效解決了傳統鋼筋腐蝕問題,提高了建筑結構的耐久性與安全性,為建筑行業的創新發展提供了新的思路與技術支持。
ART技術的工業化標志著碳纖維復合材料從“小眾高端”邁向“大眾普及”的關鍵轉折。隨著Cygnet與邁凱倫合作的不斷深化,以及2026年全尺寸示范線的正式運營,這項技術有望在全球范圍內重塑制造業格局。對于汽車行業而言,ART技術不僅是實現輕量化的有效解決方案,更是通往“零浪費制造”與“個性化生產”的重要橋梁。未來五年,誰能率先掌握ART規模化應用的核心能力,誰就將在全球產業競爭中占據主導地位,引領制造業的新一輪變革與發展。