Почему углеродное волокно – уникальный материал?
Углеродное волокно: Преимущества, интересные факты и производство
Посредством углеродного волокна возможно создавать неповторимые вещи. Так отчего же производители машин не применяют данный материал в производстве?
Мы посетили завод Lamborghini, дабы это узнать.
Углеродные волокна отличаются от стали тем, что они намного прочнее и владеют меньшим весом. Тот, кто их изобрел — без сомнений, гений. Любопытно, что один из пилотов Nascar, Джонсон, принимал участие в 80-х годах в гонках на автомобиле, изготовленном из углерода.
Не обращая внимания на хорошие результаты, каковые он тогда показал, с того времени данный материал не взял широкого распространения. Главная причина – его дороговизна.
На сегодня самым дешёвым автомобилем, что изготовлен из углерода, есть Alfa Romeo 4S. Но, он стоит столько же, сколько и Mercedes Е-класса. А вот цена таких «углеродных» автомобилей, как Maclaren и Lamborghini Aventadors, достигает шестизначных чисел в долларовом выражении.
К сожалению, их производителям так и не удалось сделать углерод так же дешёвым, как и алюминий. Но из-за чего?
Как раз исходя из этого мы отправились в Италию, где инженеры Lamborghini, облаченные в тёмные халаты, «колдуют» над углеродом. По какой причине они до сих пор не смогли сделать данный материал дешёвым?
Углерод против стали
на данный момент для подробностей употребляются жидкий алюминий, сталь, магний. Сперва их разогревают до нужной температуры, а после этого заливают в особые формы.
Наряду с этим эти материалы разрешают создавать не только отдельные подробности, но и объединять их воедино. Вот лишь выполнить то же самое с углеродом не окажется. Дабы с ним возможно было трудиться, его требуется поместить в морозильник.
Другими словами, в отличие от той же стали, он не переносит большой плюсовой температуры.
Особые рулоны из углеродного волокна, заполненные смолой и обработанные особым клеем, помещаются в холодильники, где сохраняются при нулевой температуре. Достаточно только расширить температурный режим на несколько градусов, и смола тут же затвердеет.
К слову, разрезать углеродные заготовки посредством лазера не окажется. Для этих целей нужно применять лезвие.
Углеродные волокна, каковые поместили в холодильник, остаются податливыми только в течении 24 часов. По прошествии 24 ч. они уже не поддаются обработке.
Смотрите кроме этого: Десять материалов, из которых создавали машины
Так что инженерам из Lamborghini нужно поторопиться. Но прежде они должны разогреть заготовки, дабы смола затвердела. Дама по имени Пиера нагревает материал феном.
Делает она это предельно бережно, поскольку осознаёт, что через чур высокая температура может сделать углерод менее податливым.
ручная работа и Инновационные технологии
Стоит уточнить, что мы посетили завод Lamborghini не в первый раз — 10 лет назад нам уже доводилось тут посещать. Равно как и сейчас, мы тогда наблюдали за работой дамы. Вот лишь она обрабатывала не углеродные заготовки — дама вручную сшивала обшивку сидений Lamborghini Murselago.
В тот момент показалось, что это неэффективно — о каком массовом производстве машин возможно сказать, в случае если всю работу делают не роботы, а люди? И вот сейчас я опять замечаю подобную картину. Итальянка, как и 10 лет назад, все делает собственными руками.
Само собой разумеется, ручная обработка углерода занимает большое количество времени, но на сегодня это самый экономичный метод изготовить нужную подробность.
Лучано Де Ото, начальник композиционного исследовательского Центра компании «Lamborghini» уверяет, что ручная обработка углерода – самый эффективный способ изготовления той либо другой подробности. По крайней мере, данное утверждение касается маленького количества работ.
В случае если же, к примеру, нужно изготовить 2 тыс. подробностей, то без автоматизации процесса не обойтись. Но при таких условиях углеродные подробности окажутся не хватает качественными.
Чтобы придать углеродным волокнам нужную структуру, требуется запечатать углеродный лист в пластиковую форму и выкачать оттуда целый воздушное пространство. Когда последний будет всецело удален из формы, необходимо создать дополнительный вакуум.
Эта процедура повторяется , пока любой слой углерода не лишится воздуха. Непременно, это очень утомительно. К примеру, компания BMW имеет соответствующие роботизированные производственные линии, каковые существенно упрощают данный процесс.
Однако, он все равно остается продолжительным и трудоемким.
Смотрите кроме этого: Как создают Honda NSX фотоотчет с производства
Изготовление углеродных подробностей требует не только громадных временных затрат, но и энергетических. Так как чтобы сделать данный материал податливым, нужно раскалить печь до 400 градусов. Наряду с этим она обязана трудиться в таком режиме в течении 6 часов.
Воображаете, какие конкретно затраты на электричество? Но, компания Lamborghini удешевила данный процесс.
На крыше завода установлены фотоэлектрические солнечные батареи на 1,2 МВт. Само собой разумеется, это капля в море, но все же экономия ощутима.
Массовое производство
До тех пор пока инженеры трудятся с углеродом, мы направились в цех, где другие рабочие Lamborghini изготавливают кованые подробности. В отличие от первых, последние применяют неотёсанные углеродные волокна, каковые еще именуют рубленными.
Из них автоматизированные автомобили формируют квадратные страницы, каковые прессуют в особые формы и нагревают до температуры в 300 градусов. Таковой способ обработки углерода разрешает изготовить нужную подробность в течение 20 мин.
Полученные подобным методом углеродные подробности не отличаются высоким качеством. Лучано Де Ото говорит, что ручная обработка углеродных волокон ни при каких обстоятельствах не разрешит создать дешёвые подробности, цена которых будет сопоставима с алюминиевыми.
Что же касается автоматизированной производственной линии, то он уверен, что через десятилетие разработки разрешат усовершенствовать ее до таковой степени, что изготовленные на ней углеродные подробности не будут уступать по качеству тем, каковые создаются вручную. На данный момент рубленными углеродными элементами, взятыми механическим методом, оснащена BMW i3.
Нет никаких сомнений, что Lamborghini не откажется от ручной обработки углерода и в будущем, поскольку постоянно найдутся автомобилисты, каковые захотят купить эксклюзивный автомобиль. Действительно, им нужно будет набраться мало терпения — на изготовление таковой автомобили уходит приблизительно 3 семь дней.
Интересные факты
1. Томас Эдисон сделал углеродные волокна из хлопка и бамбука, применяя их в качестве нити накала в лампочках.
2. При помощи углеродных волокон компания «Boeing» осуществляет ремонт собственных самолетов.
3. Приблизительно 70% углеродного волокна производится в Японии.
Каспер Стенберген, глава отдела по ремонту композитных материалов на Lamborghini, не доволен тем, что на данный момент таможни многих государств не хотят копаться с углеродными волокнами. Другими словами, обладатели автомобилей, изготовленных из композита, при повреждения обшивки авто не смогут рассчитывать на стремительный ремонт, не везти же им собственные Lamborghini в Италию.
Смотрите кроме этого: Как производители машин снижают вес собственных машин
Но, итальянская компания все же ухитряется оказывать им помощь. Особенно повезло китайцам — Lamborghini выстроила в том месте завод, где за довольно маленький срок ремонтируют композитные автомобили в соответствии с общепринятым стандартом ISO 17065.
Более того, на ремонт смогут рассчитывать не только обладатели Lamborghini. Кроме этого компания оказывает помощь и автомобилистам, каковые в свое время купили композитные Ferrari Enzo.
Создатель: Сергей Василенков
