През тази година „БМВ груп“ ще пусне на пазара първия си сериен автомобил с електрическо задвижване – i3. Колата е създадена от нулата, за да е максимално ефективна, а в направата й са вложени редица нововъведения. От компанията разкриха част от тях, свързани с изработката на олекотената конструкция. Пътническата клетка на електромобила е изработена почти […]
През тази година „БМВ груп“ ще пусне на пазара първия си сериен автомобил с електрическо задвижване – i3. Колата е създадена от нулата, за да е максимално ефективна, а в направата й са вложени редица нововъведения. От компанията разкриха част от тях, свързани с изработката на олекотената конструкция.
Пътническата клетка на електромобила е изработена почти изцяло от въглероден композит (Carbon Fibre Reinforced Plastic или CFRP). Карбоновите нишки се произвеждат във високотехнологичен завод в Моузес Лейк, щата Вашингтон, с т.нар. прекурсор (термопластични текстилни влакна от полиакрилнитрил). За тази цел всички елементи на нишката се отделят газообразно в сложен, многостепенен процес, за да се получи нишка от почти чист въглерод със стабилна графитна структура.
Тя е с дебелина само 7 микрометра (0.007 мм), за сравнение – човешкият косъм има дебелина около 50 микрометра. За използването при автомобилите впоследствие около 50 000 от тези отделни нишки се комплектоват в т.нар. rovings или heavy tows, след което се намотават за по-нататъшна обработка.
За да може в края на май 2013 година да започне серийното производство на БМВ i3 в завода в Лайпциг, производството на ултралеките високотехнологични нишки е стартирало още в края на 2011 година. Доставките са гарантирани от двете производствени линии с капацитет от 1500 тона годишно.
БМВ i3
[БМВ]
Създадените в Моузес Лейк пакети от влакна се обработват в индустриални мащаби до лек нетъкан текстил в завод в германския град Вакерсдорф. За разлика от тъканите текстили влакна карбоновите нишки не са свързани и оплетени едно с друго, а са разположени едно до друго в една равнина. Тъканата текстилна структура би изкривила нишките, което би довело до известно намаляване на качества им. Защото само ориентацията на нишките в тъканта гарантира оптималните качества на бъдещия детайл.
Хилядите тонове нетъкани текстили се транспортират до Ландсхут и Лайпциг за допълнителна обработка и направата на готови каросерийни части от CFRP. В Лайпциг доставяните от Вакерсдорф разкроени детайли от нетъкан текстил първо се оформят. С помощта на висока температура текстилният пакет придобива стабилна триизмерна форма. Няколко от тези предварително оформени заготовки после се комбинират в по-голям конструктивен детайл.
Това позволява производството на каросерийни детайли с голяма площ, чието създаване от алуминий или стомана би било много трудно. Пред конфекционирането и предварителното оформяне следва насмоляването под високо налягане по метода RTM (Resin Transfer Moulding). При него в заготовките се впръсква течна смола под високо налягане.
Материалът постига здравината и изключителните са качества едва при свързването на нишките със смолата и последващото втвърдяване. Пресите работят със сила на притискане до 4500 тона, за да може смолата да се свърже с втвърдителя и да полимеризира при точно дефинирани параметри като време, налягане и температура. Благодарение на този разработен от БМВ специален метод се спестява отнемащият много време процес на втвърдяване в отделна пещ, използван при конвенционалното производство на CFRP.
Вторият екомодел на БМВ ще е i8, производството на който ще започне през следващата година
[БМВ]
Композитните карбонови детайли от новия завод в Лайпциг, както и CFRP елементите от завода в Ландсхут се сглобяват в новото хале за каросерии. От около 150 детайла, с една трета по-малко в сравнение с конвенционалното производство от стомана, тук се създава основата на Life модула на БМВ i3. Липсва всякакво шумово замърсяване от завиване и нитоване, не летят искри от заваряване, използва се само най-модерна техника на лепене, която е 100% автоматизирана.
В този уникален процес на сглобяване отделните детайли се доближават безконтактно до процепа за лепене от 1.5 мм, за да може след залепването да се постигне оптимална здравина. При новоразработения производствен процес всички детайли на Life модула винаги са разположени на едно и също разстояние един от друг и получават еднакво количество лепило.
[БМВ]
Новоразработено лепило позволява обработката на детайла само 90 сек. след нанасянето му. Пълното втвърдяване се постига след час и половина. Произведената в Лайпциг високоякостна CFRP пътническа клетка (Life-модул) се доставя в новото монтажно хале, където се извършва т.нар. „сватба“, или свързването с алуминиевия Drive модул. Доставеният от Динголфинг основен Drive модул първо се комплектова в Лайпциг, преди чрез залепване и завинтване да се постигне неделима връзка с модула Life.
Едва сред това вътрешната клетка на Life модула от CFRP получава окончателната си външна облицовка. Лакираните външни панели са изработени предимно от екструдирани термопласти, каквито се използват и при производството на конвенционални автомобили (предни и задни брони, прагове и т.н.). При окончателния монтаж цветните пластмасови детайли се закрепват със специални стойки към вътрешната клетка на Life модула.
