» » Почему углеродное волокно – уникальный материал?
Статьи
9.03.17 (00:42)
2094
Источник © 1gai.ru, Автор Eric

Почему углеродное волокно – уникальный материал?

Углеродное волокно: Преимущества, производство и интересные факты

Почему углеродное волокно – уникальный материал?
С помощью углеродного волокна можно создавать уникальные вещи. Так почему же автопроизводители не используют этот материал в производстве? Мы посетили завод Lamborghini, чтобы это выяснить.


Углеродные волокна отличаются от стали тем, что они намного прочнее и обладают меньшим весом. Тот, кто их изобрел — несомненно, гений. Примечательно, что один из пилотов Nascar, Джонсон, участвовал в 80-х годах в гонках на автомобиле, изготовленном из углерода. Несмотря на неплохие результаты, которые он тогда продемонстрировал, с тех пор этот материал не получил широкого распространения. Основная причина – его дороговизна. На сегодняшний день самым доступным автомобилем, который изготовлен из углерода, является Alfa Romeo 4S. Впрочем, он стоит столько же, сколько и Mercedes Е-класса. А вот стоимость таких «углеродных» машин, как Maclaren и Lamborghini Aventadors, достигает шестизначных чисел в долларовом выражении. К сожалению, их производителям так и не удалось сделать углерод настолько же доступным, как и алюминий. Но почему?

Именно поэтому мы отправились в Италию, где инженеры Lamborghini, облаченные в черные халаты, «колдуют» над углеродом. По какой причине они до сих пор не смогли сделать этот материал доступным?


Углерод против стали

Почему углеродное волокно – уникальный материал?
Сейчас для создания деталей используются жидкий алюминий, сталь, магний. Сначала их разогревают до необходимой температуры, а затем заливают в специальные формы. При этом данные материалы позволяют создавать не только отдельные детали, но и объединять их воедино. Вот только проделать то же самое с углеродом не получится. Чтобы с ним можно было работать, его требуется поместить в морозильник. То есть, в отличие от той же стали, он не переносит высокой плюсовой температуры.

Специальные рулоны из углеродного волокна, заполненные смолой и обработанные специальным клеем, помещаются в холодильники, где хранятся при нулевой температуре. Достаточно лишь увеличить температурный режим на пару градусов, и смола тут же затвердеет. К слову, разрезать углеродные заготовки с помощью лазера не получится. Для этих целей необходимо использовать лезвие. Углеродные волокна, которые поместили в холодильник, остаются податливыми лишь в течение суток. По прошествии 24 ч. они уже не поддаются обработке.

 

Смотрите также: Десять материалов, из которых производили автомобили


Так что инженерам из Lamborghini необходимо поторопиться. Но прежде они должны разогреть заготовки, чтобы смола затвердела. Женщина по имени Пиера нагревает материал феном. Делает она это предельно аккуратно, так как понимает, что слишком высокая температура может сделать углерод менее податливым.


Инновационные технологии и ручная работа

Почему углеродное волокно – уникальный материал?
Стоит уточнить, что мы посетили завод Lamborghini не впервые — 10 лет назад нам уже доводилось здесь бывать. Так же, как и сейчас, мы тогда наблюдали за работой женщины. Вот только она обрабатывала не углеродные заготовки — женщина вручную сшивала обшивку сидений Lamborghini Murselago. В тот момент показалось, что это неэффективно — о каком массовом производстве автомобилей можно говорить, если всю работу выполняют не роботы, а люди? И вот теперь я снова наблюдаю подобную картину. Итальянка, как и 10 лет назад, все делает своими руками. Конечно, ручная обработка углерода занимает много времени, но на сегодняшний день это самый экономичный способ изготовить необходимую деталь.

Лучано Де Ото, руководитель композиционного исследовательского Центра компании «Lamborghini» уверяет, что ручная обработка углерода – наиболее эффективный метод изготовления той или иной детали. По крайней мере, данное утверждение касается небольшого объема работ. Если же, например, необходимо изготовить 2 тыс. деталей, то без автоматизации процесса не обойтись. Но в таком случае углеродные детали получатся недостаточно качественными.

Для того, чтобы придать углеродным волокнам необходимую структуру, требуется запечатать углеродный лист в пластиковую форму и выкачать оттуда весь воздух. Как только последний будет полностью удален из формы, нужно создать дополнительный вакуум. Эта процедура повторяется до тех пор, пока каждый слой углерода не лишится воздуха. Безусловно, это весьма утомительно. Например, компания BMW имеет соответствующие роботизированные производственные линии, которые значительно упрощают этот процесс. Тем не менее, он все равно остается долгим и трудоемким.

 

Смотрите также: Как создают Honda NSX фотоотчет с производства


Изготовление углеродных деталей требует не только больших временных затрат, но и энергетических. Ведь для того, чтобы сделать этот материал податливым, необходимо раскалить печь до 400 градусов. При этом она должна работать в таком режиме на протяжении 6 часов. Представляете, какие затраты на электроэнергию? Впрочем, компания Lamborghini удешевила этот процесс. На крыше завода установлены фотоэлектрические солнечные батареи на 1,2 МВт. Конечно, это капля в море, но все же экономия ощутима.


Массовое производство

Почему углеродное волокно – уникальный материал?
Пока инженеры работают с углеродом, мы направились в цех, где другие рабочие Lamborghini изготавливают кованые детали. В отличие от первых, последние используют грубые углеродные волокна, которые еще называют рубленными. Из них автоматизированные машины формируют квадратные листы, которые прессуют в специальные формы и нагревают до температуры в 300 градусов. Такой метод обработки углерода позволяет изготовить необходимую деталь в течение 20 мин.

Полученные подобным способом углеродные детали не отличаются высоким качеством. Лучано Де Ото говорит, что ручная обработка углеродных волокон никогда не позволит создать доступные детали, стоимость которых будет сопоставима с алюминиевыми. Что же касается автоматизированной производственной линии, то он уверен, что через 10 лет технологии позволят усовершенствовать ее до такой степени, что изготовленные на ней углеродные детали не будут уступать по качеству тем, которые создаются вручную. В настоящий момент рубленными углеродными элементами, полученными механическим способом, оснащена BMW i3.

Нет никаких сомнений, что Lamborghini не откажется от ручной обработки углерода и в будущем, так как всегда найдутся автолюбители, которые захотят приобрести эксклюзивный автомобиль. Правда, им придется набраться немного терпения — на изготовление такой машины уходит примерно 3 недели.


Интересные факты

Почему углеродное волокно – уникальный материал?
1. Томас Эдисон сделал углеродные волокна из бамбука и хлопка, используя их в качестве нити накала в лампочках.
2. При помощи углеродных волокон компания «Boeing» осуществляет ремонт своих самолетов.
3. Примерно 70% углеродного волокна производится в Японии.

Каспер Стенберген, глава отдела по ремонту композитных материалов на Lamborghini, не доволен тем, что сейчас таможни многих стран не желают возиться с углеродными волокнами. То есть, владельцы машин, изготовленных из композита, в случае повреждения обшивки авто не могут рассчитывать на быстрый ремонт, не везти же им свои Lamborghini в Италию.

 

Смотрите также: Как автопроизводители снижают вес своих автомобилей


Впрочем, итальянская компания все же ухитряется оказывать им помощь. Особенно повезло китайцам — Lamborghini построила там завод, где за относительно короткий срок ремонтируют композитные машины в соответствии с общепринятым стандартом ISO 17065. Более того, на ремонт могут рассчитывать не только владельцы Lamborghini. Также компания помогает и автолюбителям, которые в свое время приобрели композитные Ferrari Enzo.

 

Автор: Сергей Василенков

Оцените новость:
Поделиться
Какой у вас автомобиль?
 
Популярное