8.9. 2011 2:00 Виробники автомобілів економлять кілограми і будують на більш легких матеріалах, останнім часом заговорили про вуглецеве волокно. Він міцніший за сталь і наполовину легший. І вдесятеро дорожче.

Виробники автомобілів замовили дієту для схуднення. Зокрема, великі моделі занадто важкі, що виражається у більшому споживанні та вищих викидах шкідливих газів. Оскільки сучасні технічні можливості в конструкції двигуна дозволяють заощадити лише певною мірою, виробники покладались на зменшення ваги транспортних засобів. Автомобіль на 100 кг легший означає зменшення викидів CO2 приблизно на 8 г/км та споживання на 0,3 л.

Викиди є частиною європейської директиви, яка наказує зменшити викиди СО2 до 120 г/км до кінця 2015 року. У випадку менших моделей багато брендів вже досягли цієї межі, але ця межі викликає проблеми у вищих класах, особливо в преміум-сегменті та в класі SUV.

Це також одна з причин, чому увага автомобільної промисловості переключена на вуглецеве волокно. BMW можна охарактеризувати як піонера, який деякий час тому оголосив про намір масово виробляти електричні моделі i3 та i8 з вуглецевого волокна.

майбутнього

Група у співпраці з SGL Group побудувала фабрику в озері Мозес, штат Вашингтон, яка минулого тижня першою в своєму роді розпочала виробництво цього матеріалу для автомобільної промисловості. Спочатку одна лінія буде виробляти 1500 тонн вуглецевого волокна на рік, пізніше буде додано іншу з такою ж потужністю.

Нова зброя в змаганнях

Але BMW далеко не єдина марка, яка цікавиться вуглецем. Матеріал став новою зброєю в умовах жорсткої конкуренції в автомобільному секторі. Про це свідчить крок Volkswagen, який придбав 8,18% акцій SGL за 140 мільйонів євро, нібито не принаймні повідомивши BMW. "VW не повідомив нас про це", - сказав ЗМІ керівник BMW Норберт Рейтхофер. Однак голова VW Фердінанд П'єх не передбачає, що вступ капіталу групи в SGL повинен викликати проблеми.

Daimler, який співпрацює з японською компанією Toray, також зацікавлений у серійних вуглецевих автомобілях. Керівник досліджень компанії Томас Вебер заявив, що вони інвестують сотні мільйонів євро у розробку та виробництво легших матеріалів. Метою є зменшення ваги транспортних засобів приблизно на 100 кг. Однак Daimler поки не планує широко використовувати вуглець, оскільки кілограм цього матеріалу коштує від 50 до 100 євро, що в десять разів більше, ніж сталь. За словами Вебера, вони розглядають можливість серійного використання вуглецю, коли ціна впаде до 20 євро/кг, що може бути приблизно в 2015 році.

Складне виробництво

На сьогодні найбільшою перешкодою є вимогливий виробничий процес, який вимагає багато ручної роботи. Хоча на саму сировину припадає 10-20% загальної ціни вуглецевого волокна, решта - це лише вартість ручної праці. Це також причина, чому новий BMW i3 буде коштувати 40000 євро, що приблизно відповідає базовій версії серії 5.

Основний матеріал для виробництва вуглецевого волокна отримують із сирої нафти. При температурі до 1500 ° С утворюється вуглецеве волокно, яке вплітається в тканини і намотується на великі котушки. Вуглецеве волокно в 10 разів тонше людського волосся, а в квадратному сантиметрі тканини переплітається більше 80 000 волокон.

Обробка остаточної форми віддалено нагадує кравецьку майстерню, за винятком того, що робітники працюють у захисних костюмах. Ножі, керовані комп'ютером, розрізають тканину відповідно до заданих зразків. Кожна частина вимагає декількох шарів, які з’єднуються разом з рідкою смолою, а потім затвердівають у спеціальній печі при температурі близько 150 ° С.

До цього часу вуглецеві волокна використовувались головним чином у виробництві літаків та вітряних турбін. Світовий попит становить 35 000 тонн, тоді як алюміній щорічно продається на 39 мільйонів тонн, а сталь - до 1,3 мільярда тонн. Однак експерти прогнозують, що інтерес автомобілебудування може значно збільшити попит на вуглець протягом декількох років.

Недоліки все ще переважають

Незаперечною перевагою вуглецевих матеріалів є їх висока міцність і мала вага. Наприклад, Mini Cooper S «скинув» 20 кг після тюнінгу лише завдяки вуглецевому капоту, який важить 2,6 кг. Але вуглець має низку серйозних недоліків, з якими доводиться стикатися виробникам, перш ніж серійні машини, виготовлені з цього матеріалу, можуть їздити.

На додаток до високої ціни, основним недоліком є ​​той факт, що вуглецеволокниста частина, на відміну від сталі або алюмінію, не може бути відремонтована або модифікована, наприклад, зварюванням або шліфуванням. Навіть найменша неточність у виробництві може зробити деталь непридатною для використання.

Ще одна слабкість - безпека. Це пов’язано з тим, що вуглець неконтрольовано руйнується в автокатастрофі, а гострі краї осколків можуть спричинити серйозні травми. Крім того, пошкоджені частини кузова потрібно було б замінити лише спеціальними інструментами, тому їх ще не вдасться відремонтувати в жодній майстерні.

Нарешті, не можна забути і невирішене питання переробки, яке є частиною європейських директив. Вони наказують виробникам автомобілів збільшити частку вторинної сировини в транспортних засобах.

Матеріал майбутнього

Хоча вуглець має багато недоліків, сучасна тенденція та висловлювання автомобілів свідчать про те, що галузь вважає його матеріалом майбутнього. Першими моделями стануть електромобілі, такі як BMW i3 у 2013 році. І якщо цей матеріал виявиться успішним, це вже не буде прерогативою гоночних автомобілів через кілька років.

Опрацьовано: Financial Times Deutschland, Handelsblatt, Economist