Углеволокно – шаг в будущее

Уже несколько лет «столпы» автопрома стремятся сделать автомобиль более легким за счет применения совершенно новых материалов. Самый перспек­тивный, но и самый дорогой — углеволокно. В своей основе он состоит из тончайших нитей, но на разрыв — прочнее стали при той же толщине.

Углеволокно – шаг в будущееПроблема углеволокна, предо­пределяющая и его высокую стоимость, в длительном цикле изготовления. Это не имеет большого значения, когда дела­ются детали для болидов «Фор­мулы-1» или для самолетов. Но для массового автомобильного производства, где все техноло­гические циклы рассчитаны по минутам и даже секундам, про­сто неприемлемо.

Именно по этой причине от­сутствуют серийные автомоби­ли со сколько-нибудь заметным использованием этого материа­ла. Исключением явились лишь некоторые второстепенные детали на сверхдорогих моде­лях: Aston Martin, Bugatti, Ferrari и некоторых других.

Но, как известно, прогресс развития техники остановить невозможно, что в очередной раз доказала компания BMW, сделав для своей массовой модели i3 кузов и его каркас, а также ряд других деталей из углеволокна, все-таки преодолев многочисленные технологиче­ские трудности.

Правда, i3 — электромобиль, но это даже лучше, так как вес здесь важнее, чем для автомо­биля, поскольку его снижение способствует увеличению запаса хода, что пока является слабым местом для ЭМ. Да и тяжелую литиево-ионную батарею тоже надо чем-то компенсировать. Поэтому здесь углеволокно как нельзя кстати.

Работа над i3 началась 6 лет назад, когда руководите­лем компании был назначен Норберт Рейтхофер. Уже тогда было ясно, что экологические требования к автомобилю будут резко возрастать, сделав существовавшие тогда модели невостребованными в буду­щем. Такое может произойти уже к 2020 г., когда на рынке в массовом порядке появятся электромобили, выпускаемые уже несколько лет серийно.

Но электромобиль в суще­ствующем виде для компании BMW, всю свою историю специ­ализирующейся на динамичных и быстроходных моделях, явно не подходит. Чтобы электромобиль стал похожим на BMW по своим основным качествам, нужно сделать его значительно более легким, чем у конкурентов. А здесь тоже выход один: исполь­зовать углеволокнистые матери­алы, поскольку никакие другие, включая алюминий, нужного эффекта не дадут.

Как уже говорилось, основ­ной недостаток углеволок­на — его высокая стоимость, обусловленная сравнительно длительным циклом изготов­ления. По данным Frost and Sullivan, 1 кг углеволокна стоит примерно 20 долларов против 1 доллара за кг стали. Цель BMW — добиться его стоимости на уровне алюминия хотя бы к 2020 г., что сделает его более доступным для массово­го производства.

Таким образом, компании предстоит освоить масштабный выпуск углеволокна, приемлемо­го но стоимости, заметим, чего еще никто не делал. Речь идет об индустриальной революции, сравнимой с освоением и запу­ском полностью алюминиевых кузовов для автомобилей.

Для начала в 2009 г. было соз­дано СИ с фирмой SGL Carbon SE. Ввиду большой стратегиче­ской важности проекта Сюзанна Клаттен, член семьи Quandt, владеющей контролем над BMW, приобрела 27% акций SGL. Это было сделано для обеспечения эффективной работы нового СП и предотвращения влияния конкурентов. Еще 16% продано немецкой специализированной компании в Висбадене и 10% — концерну Volkswagen. Таким образом, с немецкой стороны гарантировался контроль над предприятием.

BMW и SGL начали с пред­приятия по производству угле­пластиков, стоимостью 100 млн USD, строительство которого началось в 2010 г. в США, в городе Мозес Лэйк. Производство углеволокна — процесс значительно более сложный, чем штамповка дета­лей из листовой стали. Начина­ется он буквально со «сдирания» атомов с акриловых нитей. Затем цепи кристаллов углерода как бы сплетаются в подобие ткани, которые накладываются друг на друга послойно и опрыскивают­ся смолообразным пластиком.

Этот процесс на BMW содер­жит как минимум три произ­водственных цикла, во время которых полуфабрикат про­ходит несколько тысяч километров, включая путешествие через океан, пока не выйдет в виде готовой детали на авто­мобиле, собранном на заводе в Лейпциге. Многие производители авто­мобилей экспериментируют с углеволокном, но пока никто не спешит последовать за BMW.

Имеются критики стратегии упора на углеволокно и внутри BMW. Рейтхоферу и его сторон­никам приходится отстаивать правильность выбранного направления, в том числе и среди тех, кто вообще не верит в будущую популярность электро­мобилей. Споры идут, a BMW i3 уже в продаже. Проблемы, конечно, есть. Основная — как ремонтиро­вать углепластиковый кузов. Но и это решается, хотя и требует оснащения дилерской сети необходимым оборудованием.