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:

McLaren hiperGT - powstaje następca legendy

McLaren hiperGT - powstaje następca legendy

Samochody luksusowe 2016-11-22

BMW serii 5 2017 - znamy ceny nowego modelu

BMW serii 5 2017 - znamy ceny nowego modelu

Aktualności 2016-11-18

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
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Prześlij zdjęcie i zagraj o jedną z 30 nagród
Konkurs na 25-lecie magazynu "auto motor i sport". Zrób sobie zdjęcie z jubileuszowym wydaniem magazynu i prześlij je do nas koszystając z formularza na stronie. Masz szansę na wygranie jednej z 30 nagród. Weź udział!
Wydania cyfrowe auto motor i sport Wydania cyfrowe auto motor i sport