Volkswagen ставить свої машини на дієту
У рамках партнерства дванадцять німецьких виробників та дослідницьких центрів працюють над гібридними матеріалами завтрашнього дня, щоб полегшити виробничі машини.
29 червня 2017 р. \ 07:15
На повній швидкості нитки парадують на ткацькому верстаті довжиною тридцять метрів, абсолютно нові. На подіумі троє техніків у білих халатах зайняті налаштуванням налаштувань. Однак ми знаходимось не в швейній майстерні, а в випробувальній лабораторії автомобільної промисловості. І нитки не бавовняні, а склопластикові та вуглецеві і сформують майбутнє тіло. Саме тут, у Вольфсбурзі на півночі Німеччини, Відкрита гібридна лабораторія заводу (OHLF), відкрита у вересні 2016 року, працює над гібридними матеріалами завтрашнього дня. Очолюючи Volkswagen, консорціум - це державно-приватне партнерство, яке об'єднує під одним дахом виробників, дослідницькі центри та університети. До складу автовиробника входять BASF (постачальник поліаміду), DowAksa (для вуглецевих волокон), Thyssen Krupp (для металу) та монтажники та виробники обладнання (Engel, IAV, Magna, Siempelkamp). Всі вони мають спільну мету: зробити майбутні машини якомога легшими.
Ставки високі. З 1970-х років машини продовжували набирати вагу, приблизно від 10 до 20 кг на рік. Перший Volkswagen Golf важив від 750 до 800 кг, коли він був випущений в 1974 році. Сьогодні останнє покоління, Golf VII, важить до 1200 кг. Тенденція до надмірної ваги, що можна пояснити покращенням безпеки та розповсюдженням бортових систем, таких як Stop-and-Start або гібридні двигуни. Але ця важча вага також впливає на споживання палива, а отже і на викиди CO2. Оскільки до 2020 року виробникам потрібно опуститись нижче 95 грамів СО2 на кілометр, німецьким брендам терміново потрібно вводити свої машини на дієту. Вважається, що зменшення на 100 кг призводить до зменшення на 6-8 грамів на кілометр. Не випадково уряд поклав на стіл 30 мільйонів євро на підтримку OHLF.
ВАШІ ПОКАЗНИКИ
15 січня 2021 року
Сталь - Напівфабрикати - X5 Cr Ni18-10 - Відхилення сплаву
Непорочна пластмаса - PP-сополімер
База 100 (грудень 2014)
Зміст індексів зарезервовано для абонентів L’Usine Nouvelle
Станьте конкурентоспроможними, змішуючи матеріали
Звичайно, виробники преміум-класу вже роками працюють над дослідженнями зниження ваги. 100% електричний BMW i3 є першопрохідцем. Його дизайнерам вдалося утримати його вагу нижче 1200 кг завдяки використанню алюмінієвих панелей, армованих магнієм та вуглецевим волокном пластиків для кузова. "Але наша амбіція полягає у тому, щоб використання цих матеріалів було також доступним у машинах масового виробництва", - каже Клаус Ділгер, голова ради директорів OHLF та керівник відділу якості та методології випробувань. Доведеться скоротити витрати ".
Хоча алюміній на 60% легший, алюміній також в чотири-п’ять разів дорожчий за сталь - еталонний матеріал, вартість придбання та переробки якого становить близько одного євро за кілограм. Хоча ціна на армовані вуглецем пластмаси вже значно впала, вона все ще становить близько 40-50 євро за кілограм, якщо взяти до уваги сировину та її переробку. Там, де виробники високого класу можуть дозволити собі передати ці додаткові витрати у своїх продажних цінах, це залишається складнішим для основних діапазонів з більш вузькими націнками. Крім того, модифікація матеріалів означає переосмислення процесів і методів складання деталей, що також має вартість.
"Щоб стати конкурентоспроможними, наша ідея полягає у змішуванні цих матеріалів для створення гібридів, що поєднують легкість та велике виробництво, щоб наблизитись до поточної ціни на сталь, - каже Клаус Ділгер. Для цього нам більше не потрібно лише думати про рівень транспортного засобу в цілому: шасі в одному матеріалі, кузов в іншому, але гібридні матеріали роблять на рівні компонентів ". Президент ради директорів OHLF наводить приклад центральної колони, основна частина якої з'єднує підвіконня та дах між передніми та задніми дверима. "На сьогоднішній день він виготовлений із двох конструкцій, однієї сталі та однієї пластмаси, приклеєних одна до одної", - пояснює він. З іншого боку, формуючи стійку з профілю в армованих вуглецем складах у гібридній машині для лиття під тиском, залишається лише один крок, який економить на витратах на процес і стає більш конкурентоспроможним ".
Саме в цих лабораторіях готують зразки сполук. (Кредит - Gwénaëlle Deboutte)
За тим же принципом, перший демонстраційний проект OHLF включав спинку сидіння. У пошуках компромісу лабораторія розробила новий виробничий процес, при якому метал, використовуваний лише там, де це необхідно, купають у гарячому пластику до того, як два матеріали агломерируют за допомогою преса силою 3600 тонн. Як результат, "деталь легка, ніби виготовлена з магнію, але за ціною сталі", говорить Клаус Ділгер.
Для того, щоб переосмислити кожен компонент таким чином, робота завжди починається з комп'ютерного моделювання, перед вивченням взаємодії сумішей спочатку в міліметровій шкалі, потім у сантиметровій шкалі перед тим, як перейти до реального розміру. Ось чому OHLF виглядає як мініатюрна фабрика площею 2500 м² і висотою стелі 14 метрів, на якій можна розмістити кран над головою та два гігантські гібридні преси для забою 2500 та 3600 тонн. На кожному етапі проводяться різні тести. Таким чином, в кліматичних камерах перевіряється їх стійкість до сольових бризок або сонячного світла. Клейовий зв’язок, що утворюється між матеріалами, повинен також витримувати вібрації та напруги, яким піддається автомобіль, принаймні, п’ятнадцять років. Нарешті, одна з найбільших проблем стосується різниці в коефіцієнті розширення між матеріалами. Зокрема, зв’язки повинні витримувати перехід до етапу катафорезу, який може піднятися до 200 ° C, перед поверненням до кімнатної температури.
Щоб визначити пріоритетність етапів, команди спочатку вирішили зосередитись на кузові, який становить 40% ваги автомобіля. "Ми сподіваємось, що зможемо досягти зниження на 40% за максимальну ціну 10 євро за кілограм", - повідомляє Клаус Ділгер. Потім це зменшення ваги логічно призводить до зменшення розміру інших елементів, таких як шасі, ланцюг трансмісії або двигун. Початок доброчесного кола.
Гвенаел Стоїть