mojeauto.pl > motogazeta > Technika > Nadchodzi era karbonu

Nadchodzi era karbonu

Czarne, lekkie i mocne jak stal. Od kilku lat korzystają z niego między innymi McLaren i Lamborghini. Jednak nigdy nie było wykorzystywane w masowej produkcji. Być może zmieni się to za sprawą marki BMW. Bawarski producent zamierza od 2013 roku sprzedawać miejskie auto, którego konstrukcja będzie opierać się w głównej mierze na włóknie węglowym.

Nadchodzi era karbonu
Włókno węglowe, w skrócie określane jako CFK być może ma szansę zrewolucjonizować proces budowy samochodów, podobnie jak kilka lat temu uczyniły to konstrukcje w dużej mierze wykorzystujące aluminium. Do tej pory największym problemem przy możliwości wykorzystania tego tworzywa sztucznego w masowej produkcji, był czasochłonny proces jego wytworzenia. W formach nadających się do późniejszego wykorzystania przy budowie pojazdów. To oczywiście wiązało się nieodłącznie z tematem wysokich kosztów.


Dlatego na budowę aut z włókna węglowego mogły pozwolić sobie tylko lukratywne marki, takie jak Pagani, Lamborghini, McLaren czy Koenigsegg. Marki, które sprzedają drogie modele i które w pierwszej kolejności rywalizują w wyścigu "minimalna waga - maksymalne osiągi". W przypadku włoskiego Pagani stworzenie nadwozia auta zajmuje cztery dni. Tyle trwa bowiem laminowanie, wypiekanie i chłodzenie elementów wykonanych z CFK. Najpierw sklejane są ze sobą maty z włókna węglowego o jednolitym wzorze diamentowym. Są one już wstępnie zaimpregnowane żywicą epoksydową. Żywica skleja wszystkie warstwy pod wpływem wysokiej temperatury, dlatego wypalenie dokonywane jest w specjalnych piecach. W ostatnim etapie element zostaje utwardzany. Ogólnie jest to proces długotrwały, niezautomatyzowany, a przez to kosztowny.

Wspomnianym na początku artykułu, McLarenowi i Lamborghini udaje się systematycznie skracać czas produkcji. Brytyjska marka chce na przykład ograniczyć cały proces do zaledwie czterech godzin. W takim krótkim czasie McLaren zamierza przygotować monokok dla dwumiejscowego, ultra-sportowego, z centralnie umieszczonym silnikiem modelu o nazwie MP4-12C. Wyspiarze chcą zrezygnować z żmudnego zszywania pojedynczych tkanin CFK i przejść od razu do łączenia suchych mat włókna węglowego. Środkiem spajającym maty będzie coś w rodzaju żywicy w proszku, która zapewniać będzie utrzymanie wszystkich siedmiu mat we właściwej strukturze. Formowaniem odpowiednich kształtów danego elementu (w tym przypadku monokoku) zajmą się już zautomatyzowane roboty, które przy pomocy pras i wysokiej temperatury nadadzą ostateczny kształt elementu. McLaren cały ten proces określa jako "Resin Transfer Moulding", co w wolnym tłumaczeniu oznacza mniej więcej tyle co transfer odlewu żywicznego. McLaren pilnie strzeże tajemnicy swojego nowatorskiego urządzenia i nie zamierza zdradzać przepisu na szybkie uzyskanie gotowych elementów z CFK. Marka nawet nie udostępnia zdjęć kilkutonowej maszyny.

Jednak w realnym świecie masowej produkcji branży motoryzacyjnej, cztery godziny na wytworzenie jednego elementu to za dużo czasu. Dla małego auta BMW, części z takiej maszyny powinny wypadać w minutowych odstępach. Stąd bawarska marka będzie musiała opracować bardziej wydajne urządzenie. Być może odpowiedź na te bolączki BMW zna Lamborghini, które wspólnie z producentem kijów golfowych - firmą Callaway oraz producentem samolotów - firmą Boeing, opracowała model studyjny Sesto Elemento. W nim bowiem należy upatrywać technologii szybkiego wytwarzania części z włókna węglowego, z której w przyszłości korzyści będzie mogła odnosić cała grupa Volkswagena. Sesto Elemento zostało zbudowane z małych i bardzo cienkich włókien, które zamiast zostać sklejone w maty, zostały posiekane (tzw. chopped carbon - z j. angielskiego "posiekany karbon"). Następnie zatopiono je w żywicy gdzie posklejały się ze sobą, a później zostały uformowane według potrzeb Lamborghini. Gotowe formy w kolejnym kroku umieszczono w specjalnej maszynie, gdzie przy użyciu pras zostały jednocześnie wygładzone i wypalone, co jednocześnie doprowadziło do reakcji chemicznej, czyli utwardzenia materiału. Jak chwali się Lamborghini cały proces wytworzenie jednego elementu tą metodą trwa tylko 360 sekund, a taki wynik kwalifikuje już technologię do produkcji na dużą skalę.

Wada tego rozwiązania - w ten sposób wytworzone włókno węglowe nie ma tak perfekcyjnej formy w kształcie rombu jak CFK uzyskane bardziej czasochłonnymi metodami. Ponadto ma też od niego mniejszą sztywność, ale w porównaniu ze sztywnością stali, wartości są niemal identyczne. Przy czym należy pamiętać, że mimo wszystko włókno węglowe zastosowane w Sesto Elemento zmniejsza wagę auta o połowę, niż gdyby zostało ono wykonane właśnie ze stali.

Trudno powiedzić dokładnie na jakim etapie znajomości technologii wytwarzania CFK znajduje się obecnie BMW. Marka w przeszłości eksperymentowała już z nowoczesnym surowcem, które potocznie nazywane jest czarną stalą - w 2003 roku do sprzedaży w niewielkiej serii trafiło BMW M3 CSL z karbonowym dachem. W przypadku zaplanowanego na 2013 rok małego, czteromiejscowego, miejskiego auta, z włókna węglowego ma być wykonana cała karoseria. Jako odpowiednią dla swoich potrzeb metodę BMW rozważa kombinację technologii produkcyjnych McLarena - Resin Transfer Moulding i posiekanego karbonu, który użyło Lamborghini. Wiadomo, że materiał dostarczać będzie firma SGL od lat specjalizująca się w tej branży. Do fabryk BMW dostarczane będą już cienkie, spakietowane według właściwych rozmiarów. BMW zajmie się już tylko docinaniem elementów i ich formowaniem. Dalej wszystko będzie zależeć od szybkości z jaką żywica sklei i utwardzi włókna.

Eksperci z branż samochodowej i karbonowej z kolei twierdzą, że od BMW zależy znacznie więcej. Przyszłość tego surowca. Jeśli producentowi z Monachium uda się opracować szybką, wydajną i dobrą jakościowo technologię zarządzania włóknem węglowym, wówczas czarna stal stanie się tańsza w produkcji, szeroko dostępna w motoryzacji i będzie można mówić o wielkim przełomie. Jeśli nie, będzie to koniec marzeń o lekkich autach do codziennej jazdy.

Podobne wiadomości:

BMW zapowiada bardziej wyczynowe wersje swoich modeli

BMW zapowiada bardziej wyczynowe wersje...

Aktualności 2017-10-26

Nowe BMW M5 - silnik, dane techniczne, osiągi

Nowe BMW M5 - silnik, dane techniczne, osiągi

Aktualności 2017-08-31

Komentuj:

~tarde 2011-05-05

No tak, porsche są tak oklepane wizualnie na polskich ulicach, że nie ma co o tym wspominać ^^

~wass 2011-05-05

BMW, jedyna niemiecka firma co mnie pociąga.

ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij
ŁATWIEJ NIŻ KIEDYKOLWIEK
ŁATWIEJ NIŻ KIEDYKOLWIEK
Zastanawiałeś się kiedyś co zrobić, aby zakup nowego samochodu był mniej odczuwalny dla rodzinnego budżetu? Sprawdź nowego Citroëna C3 Aircross, który dostępny jest w nowoczesnej formie finansowania Citroën SimplyDrive.