Священный Грааль будущего — карбон

Когда стихли восторги от появления первых электромобилей и поумерилась вера в то, что, прикрутив электромотор и батарею ко всему, что движется, можно решить все проблемы в автомобилестроении, большинство производителей пришло к вполне очевидному выводу о том, что лучший и наименее затратный способ передвигать что-либо, - это просто двигать меньший вес.

Осознание этого факта будет в дальнейшем склонять автопроизводителей к тому, чтобы делать машины легче и легче. У многих уже есть приличный опыт в этой области — так, Audi и Jaguar давно поднаторели в массовом выпуске машин, в кузовах которых активно используется алюминий, а BMW активно внедряет в свои M-версии детали из композитных материалов и карбона. Последний и является "философским камнем", необходимым для того, чтобы создать сверхлегкий автомобиль, и именно этот материал пока что далек от того, чтобы стать массовым.

Каким будет кузов автомобиля будущего

Углеволокно не просто очень дорогой материал. Не менее затратно и его превращение во что-то, что можно использовать. Образно говоря, при нынешней стоимости карбона и его обработки, использование этого материала равносильно изготовлению мусорных ведер из титана.

Карбон получают в виде тончайших (диаметром меньше чем человеческий волос) нитей, которые затем сплетаются в некое подобие тканного материала, пропитываются смолой и обретают фантастическую прочность и невероятную легкость. Но есть и обратная сторона. Процесс происходит в условиях, больше похожих на научную лабораторию, нежели на промышленное производство.

Карбон нашел широчайшее применение пока только среди производителей дорогостоящих спорткаров, но некоторые из брендов, например — Lamborghini, уже делают шаги, которые могут приблизить углепластик к миру массовых серийных авто. Речь идет об использовании не отдельных панелей, прикрепленных к трубчатой раме, а создании карбонового каркаса кузова в который интегрированы металлические элементы для крепления узлов и агрегатов.

Предпропитка углеволокна: как это работает

По-английский этот вид углеволокна называется Prepreg — сокращенное от "pre-impregnated" (предварительно пропитанное). Мат из углеволокна пропитывается смолой и хранится в холодильнике в свернутом виде примерно так, как это делается со слоеным тестом. Когда наступает пора использования, от рулона вручную отрезается кусок необходимых размеров для последующей укладки в форму. Чтобы деталь получилась прочной, в мате не должно быть пузырьков воздуха — его откачивают заранее, поместив отрезок в пластиковый мешок. После придания формы, деталь отправляется в автоклав, где "запекается" под давлением. Prepreg стоит дорого, но это лучший способ для получения блестящего карбона, используемого для отделки. О том, какова его себестоимость, можно судить хотя бы по тому факту, что у Aventador подобным образом изготовлены только внешние панели.

Каким будет кузов автомобиля будущего

Технология RTM-Lambo

При этой технологии методом литья изготавливается основная часть кузова. Она выглядит невзрачной и квадратной, совсем не похожей на будущий спорткар. Основа изготавливается при помощи процесса трансферного формования с введением смолы (RTM), когда маты из углеволокна разрезают и укладывают в большую форму вместе с компонентами полученными методом Prepreg.

Затем под давлением впрыскивается смола. В результате из автоклава выходит практически готовый корпус с вплавленными в него металлическими элементами — брекетами, к которым впоследствии крепится подрамник двигателя и элементы подвески.

Это сочетание дорогой и более доступной технологий изготовления карбона, а также устранение из процесса производства огромного числа дорогостоящих металлообрабатывающих и сварочных инструментов позволяют считать технологию RTM-Lambo наиболее перспективной для массового производства.

Каким будет кузов автомобиля будущего

Кованные композиты — кое-что из мира гольфа

Иногда решение сложнейших задач приходит из самых неожиданных областей. Ну кто бы мог подумать, что секрет к массовому производству карбоновых кузовов хранится у мастеров по изготовлению клюшек для игры в гольф? Компания Calloway - гигант в мире гольфа. В ее лаборатории родилась технология, позволившая заменить титан в головках клюшек еще более легким "кованым композитом".

Этот материал представляет собой смесь коротких (всего 2.5 см) карбоновых волокон с пластиком. Изделие из этой смеси, впрыскиваемой в форму, может быть изготовлено подобно тому, как сейчас делают пластиковые садовые стулья и инструменты. Вес деталей из этой смеси всего лишь треть от аналогичных, выполненных из титана. Прочность — намного больше, процесс изготовления — быстрее, а главное то, что полученные детали на 30% дешевле, чем в случае применения метода RTM-Lambo.

Каким будет кузов автомобиля будущего

По видимому, кованые композиты и являются тем самым "шестым элементом", который наконец позволит заменить стальной кузов серийного авто на корпуса из мира Формула-1.