A sütik általunk történő használatának kezelése átmenetileg offline. Ezért lehet, hogy bizonyos sütihasználat engedélyezését igénylő funkciók hiányozni fognak.
![carbon fiber carbon fiber](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/stage_teaser_1680x756.jpg.asset.1666179011863.jpg)
KARBONSZÁL (SZÉNSZÁL): A HIGH-TECH ANYAG HASZNÁLATA AZ AUTÓGYÁRTÁSBAN
CFRP, „sütés”, karbonszálak és rostkötegek – az autógyártásban felhasznált karbonszálakhoz számtalan szakkifejezés kötődik. Vágjunk hát csapást a szakzsargon dzsungelében, elmagyarázva, hogy mi is az a karbonszál, valamint, hogy miként készül, és milyen előnyöket kínál e high-tech anyag.
Az autógyártásban használt anyagok egyike a karbon, amelynek a jelentősége a jövőben csak növekszik majd. A formatervezők előszeretettel alkalmazzák egyebek mellett a belső térben vagy az utólagosan felszerelhető külső tartozékokhoz, úgy tiszta, mint kevert formában. A sötét tónusú, elegáns, egyszersmind sportosságot sugárzó anyag emellett külső borításként is gyakorta szerepet kap. A mérnökök hasonlóképpen lelkesednek a karbonért, mivel az kis tömege ellenére rendkívül szilárd és merev. Előállítása azonban meglehetősen munkaigényes. A szép és értékes karbon tehát a fekete arany a high-tech anyagok körében. Ismerkedjen hát meg vele részletesebben is.
A KARBON 3 LEGFŐBB JELLEMZŐJE.
1. Könnyű és merev.
2. Különleges megjelenésű.
3. Nagyrészt kézzel készül
MI A SZÉNSZÁL VAGY MÁS NÉVEN KARBONSZÁL?
Amikor a karbonszálakról beszélünk az autógyártás vonatkozásában, akkor többnyire a karbonszál-erősítésű műanyagra (CFRP) gondolunk. Egy olyan kompozit anyagról van szó, amely összetevőinek előnyös tulajdonságait hivatott egyesíteni. A továbbiakban, az egyszerűség kedvéért a „karbonszál” kifejezést használjuk majd.
BMW M3 COMPETITION LIMOUSINE M PERFORMANCE PARTS
Álló helyzetében is sugárzik róla a gyorsaság – a BMW M3 Competition Limousine M Performance Parts tartozékokkal.
Elöl egy karbonszálas toldat hasítja a levegőt.
A tükörburkolatok ugyanebből az anyagból vannak.
A sportos belső tér ugyancsak számos, a fekete aranyból készült elemmel büszkélkedhet.
A hátsó rész összképére egy, a csomagtértetőn elhelyezett karbonszálas légterelő teszi fel a koronát...
...míg a sajátos elrendezésű kipufogóvégeket egy karbon diffúzorba integrálták.
![Álló helyzetében is sugárzik róla a gyorsaság – a BMW M3 Competition Limousine M Performance Parts tartozékokkal. Álló helyzetében is sugárzik róla a gyorsaság – a BMW M3 Competition Limousine M Performance Parts tartozékokkal.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_1_890x501.jpg.asset.1666179083590.jpg)
Álló helyzetében is sugárzik róla a gyorsaság – a BMW M3 Competition Limousine M Performance Parts tartozékokkal.
![Elöl egy karbonszálas toldat hasítja a levegőt. Elöl egy karbonszálas toldat hasítja a levegőt.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_2_890x501.jpg.asset.1666179189763.jpg)
Elöl egy karbonszálas toldat hasítja a levegőt.
![A tükörburkolatok ugyanebből az anyagból vannak. A tükörburkolatok ugyanebből az anyagból vannak.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_3_890x501.jpg.asset.1666179210404.jpg)
A tükörburkolatok ugyanebből az anyagból vannak.
![A sportos belső tér ugyancsak számos, a fekete aranyból készült elemmel büszkélkedhet. A sportos belső tér ugyancsak számos, a fekete aranyból készült elemmel büszkélkedhet.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_4_890x501.jpg.asset.1666179230793.jpg)
A sportos belső tér ugyancsak számos, a fekete aranyból készült elemmel büszkélkedhet.
![A hátsó rész összképére egy, a csomagtértetőn elhelyezett karbonszálas légterelő teszi fel a koronát... A hátsó rész összképére egy, a csomagtértetőn elhelyezett karbonszálas légterelő teszi fel a koronát...](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_5_890x501.jpg.asset.1666179247682.jpg)
A hátsó rész összképére egy, a csomagtértetőn elhelyezett karbonszálas légterelő teszi fel a koronát...
![...míg a sajátos elrendezésű kipufogóvégeket egy karbon diffúzorba integrálták. ...míg a sajátos elrendezésű kipufogóvégeket egy karbon diffúzorba integrálták.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/gallery_6_890x501.jpg.asset.1666179267491.jpg)
...míg a sajátos elrendezésű kipufogóvégeket egy karbon diffúzorba integrálták.
Álló helyzetében is sugárzik róla a gyorsaság – a BMW M3 Competition Limousine M Performance Parts tartozékokkal.
Elöl egy karbonszálas toldat hasítja a levegőt.
A tükörburkolatok ugyanebből az anyagból vannak.
A sportos belső tér ugyancsak számos, a fekete aranyból készült elemmel büszkélkedhet.
A hátsó rész összképére egy, a csomagtértetőn elhelyezett karbonszálas légterelő teszi fel a koronát...
...míg a sajátos elrendezésű kipufogóvégeket egy karbon diffúzorba integrálták.
HOGYAN ÉS HOL HASZNÁLJÁK A KARBONSZÁLAT AZ AUTÓGYÁRTÁSBAN?
A karbonszál rendkívül előnyös olyan alkatrészek esetében, amelyeknek stabilnak, egyszersmind könnyűnek kell lenniük – ezért is kedvelik annyira például az autóipari mérnökök. Ugyanezen okból használják a karbonszálat a repülőgép- és űrtechnológiában (➜ Bővebben: Vantablack BMW), valamint a repülőgép-, hajó- és kerékpárgyártásban. Az autóiparba – sok más anyaghoz hasonlóan – a versenyzés világából került be a karbonszál. Mivel a sportban minden megtakarított gramm számít, a könnyűépítés alapkövetelmény a versenyautók fejlesztése során.
A BMW-nél például a BMW M modellek tetejénél (➜ Bővebben: A BMW M logó története és színei), valamint a BMW M Performance Parts tartozékoknál használják az anyagot, amelynek szabad szemmel is jól kivehető a szálstruktúrája. Bár ez a rész elsősorban a látható karbonszálas komponensekre összpontosít, az anyagot a BMW 7 Limousine karosszériájánál is alkalmazzák, de az korábban a BMW i8-ban (➜ Bővebben: A jövő klasszikusa) és még hangsúlyosabb módon a BMW i3-ban is szerepet kapott. Utóbbi, elektromos meghajtású járműben ugyanis a teljes utaskabin-bölcső (➜ Bővebben: E-közlekedés a világ körül) karbonszálas anyagból van.
A BMW iX is részesül mindazon előnyökből, amelyek a BMW karbonszálas technológiában felhalmozott tapasztalataiból fakadnak. A karbonszál-erősítésű műanyagot Németországban, a BMW lipcsei és landshuti üzemében állítják elő. Magukat a szálakat az egyesült államokbeli Moses Lake-ben gyártják, míg az alapstruktúrát, más néven a szálas félkész terméket a németországi Wackersdorfban állítják elő.
A látható karbonból készült alkatrészek lenyűgöző látványt nyújtanak sajátságos, szövethez hasonlatos struktúrájukkal. A csúcstechnológiás anyagért lelkesedők a BMW M Performance Parts tartozékokkal elégíthetik ki rajongásukat. A testreszabáshoz bőséges mennyiségben állnak rendelkezésre látható karbonszálas elemek – a motorháztetőtől kezdve a belső és külső dizájnelemeken át egészen a diffúzorig. A BMW szélesre nyitja a kaput a karbon alkalmazása előtt, hogy teljesíthesse ügyfeleinek minden kívánságát.
HOGYAN KÉSZÜL A KARBONSZÁL?
![CF CF](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/carbon_fibre_1185x900.jpg.asset.1666179459766.jpg)
A karbonszál egy, az autógyártásban is használt, szén alapú kompozit anyag, amely egyebek mellett a BMW M Performance Parts tartozékokban, illetve a teljes egészében karbonszálból készült karosszériaelemekben van jelen. Az alapot a karbonszálak jelentik, amelyeket egy hőre keményedő műanyagból készült tartószerkezet, az úgynevezett mátrix tart egyben. Utóbbi többek között szintetikus gyantákból készülhet. A mátrix a szálak összetartására, a közöttük lévő terek kitöltésére szolgál. Mivel a szintetikus gyanta huzamosabb szobahőmérsékleten töltött idő után térhálósodni kezd, feltekercselve, –18 °C-on (–0,4 °F) tárolják. A feldolgozás következő lépése előtt körülbelül egy nappal az anyagot szobahőmérsékletűre melegítik.
Maguk a karbonszálak gyakran tízszer vékonyabbak, mint az emberi hajszál. A szálak fektetési iránya döntő fontosságú a stabilitás szempontjából, hiszen a struktúra csak szálirányban extrém merev. A következő lépésben körülbelül 50 000 szálból szálkötegeket hoznak létre, majd feltekercselik azokat. A látható karbonszálas elemek esetében a kötegek körülbelül 3000 szálból állnak. A szálkötegekből ezután sík, különböző irányú szálakat tartalmazó szövetet szőnek, amely minden irányban merev. Ezt követően a szöveteket egymásra helyezik, így rétegelt anyag jön létre.
![CF CF](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/carbon_fibre_2_1185x900.jpg.asset.1666179478250.jpg)
Utóbbit ezután formába helyezik, majd „összesütik”. Az autoklávnak nevezett technológiai lépésben a hőre keményedő mátrixot 120°C-os (248°F) hőmérsékleten, nagy nyomáson, körülbelül két órán keresztül keményítik. A gyanta a művelet során keresztkötéseket képez, így az alkatrész elnyeri végső alakját. A folyamat végtermékeként jönnek létre a szénszálas alkatrészek, amelyek adott esetben össze is illeszthetők, ha nagyobb egységeket (pl. karosszériaelemeket) kívánnak előállítani. A fedetlenül hagyott részeket ezután átlátszó lakkal vonják be, ami egyrészről biztosítja, hogy a jellegzetes struktúra látható maradjon, másrészről gondoskodik az anyag külső behatások elleni védelméről.
A látható karbonszálas elemeket nagyrészt kézzel készítik, vagyis meglehetősen időigényes műveletről van szó. Akár egy teljes napig is eltarthat egyetlen komponens előállítása. Az előkészítés, a vágás, az autoklávban való kikeményítés, a formázás, a marás és a lakkozás nincs meg pillanatok alatt. Másik oldalról viszont kiváló minőségű, rendkívül exkluzív termék jön létre.
MILYEN TULAJDONSÁGOKKAL RENDELKEZIK A KARBONSZÁL?
A karbonszál jó néhány olyan pozitív tulajdonsággal rendelkezik, amelyekkel magasan kiemelkedik a többi anyag közül. Az egyik ilyen jellemző az elképesztő merevség, amely a karbonszálas struktúra extrém mértékű stabilitásából fakad. Ez áll annak a hátterében, hogy a karbonszálas autóalkatrészek igen komoly mértékű külső behatásoknak is képesek ellenállni. Amennyiben tehát a kellő helyeken alkalmazzák azokat, nagyban fokozzák a biztonságot.
A karbonszál másik nagy előnye az alacsony fajlagos tömeg. Az egyik legfontosabb könnyűfémnek számító alumíniumból készült karosszériaelemek akár 20–30%-kal is nehezebbek, mint karbonszálas társaik, az acél esetében pedig a növekmény az 50%-ot is elérheti. A kisebb tömeg kisebb villamosenergia-fogyasztást (➜ Bővebben: Elektromos járművek – alapfogalmak), összességében pedig kisebb karbonlábnyomot eredményez. Más irányból megközelítve, a sportos járművek esetében a karbonszálas elemek alkalmazása fokozott dinamizmust és jobb menettulajdonságokat biztosít. Az ok egyszerű: a könnyebb gyorsabb.
TULAJDONSÁGOK
Mint egy hatalmas szövőgép: Készülnek a kötegek a BMW németországi, Wackersdorfban lévő üzemében.
A karbonszálköteg sok ezer szálból áll.
Előre! A BMW landshuti innovációs és gyártási központjának munkatársai a BMW i8 CFRP-ből készült oldalkeretét viszik.
A karbonszálköteg, más néven multiaxiális réteg közelről.
A BMW lipcsei gyárában a következő gyártási fázishoz szállítják a BMW i3 CFRP-ből készült karosszéria-bölcsőjét.
![Mint egy hatalmas szövőgép: Készülnek a kötegek a BMW németországi, Wackersdorfban lévő üzemében. Mint egy hatalmas szövőgép: Készülnek a kötegek a BMW németországi, Wackersdorfban lévő üzemében.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/wide_gallery_1_890x501.jpg.asset.1666179615942.jpg)
Mint egy hatalmas szövőgép: Készülnek a kötegek a BMW németországi, Wackersdorfban lévő üzemében.
![A karbonszálköteg sok ezer szálból áll. A karbonszálköteg sok ezer szálból áll.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/wide_gallery_2_890x501.jpg.asset.1666179837136.jpg)
A karbonszálköteg sok ezer szálból áll.
![Előre! A BMW landshuti innovációs és gyártási központjának munkatársai a BMW i8 CFRP-ből készült oldalkeretét viszik. Előre! A BMW landshuti innovációs és gyártási központjának munkatársai a BMW i8 CFRP-ből készült oldalkeretét viszik.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/wide_gallery_3_890x501.jpg.asset.1666179872294.jpg)
Előre! A BMW landshuti innovációs és gyártási központjának munkatársai a BMW i8 CFRP-ből készült oldalkeretét viszik.
![A karbonszálköteg, más néven multiaxiális réteg közelről. A karbonszálköteg, más néven multiaxiális réteg közelről.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/wide_gallery_4_890x501.jpg.asset.1666179901743.jpg)
A karbonszálköteg, más néven multiaxiális réteg közelről.
![A BMW lipcsei gyárában a következő gyártási fázishoz szállítják a BMW i3 CFRP-ből készült karosszéria-bölcsőjét. A BMW lipcsei gyárában a következő gyártási fázishoz szállítják a BMW i3 CFRP-ből készült karosszéria-bölcsőjét.](/content/dam/bmw/marketHU/bmw_hu/topics/fascination-bmw/Carbon-fibre-in-a-car/wide_gallery_5_890x501.jpg.asset.1666179926779.jpg)
A BMW lipcsei gyárában a következő gyártási fázishoz szállítják a BMW i3 CFRP-ből készült karosszéria-bölcsőjét.
Mint egy hatalmas szövőgép: Készülnek a kötegek a BMW németországi, Wackersdorfban lévő üzemében.
A karbonszálköteg sok ezer szálból áll.
Előre! A BMW landshuti innovációs és gyártási központjának munkatársai a BMW i8 CFRP-ből készült oldalkeretét viszik.
A karbonszálköteg, más néven multiaxiális réteg közelről.
A BMW lipcsei gyárában a következő gyártási fázishoz szállítják a BMW i3 CFRP-ből készült karosszéria-bölcsőjét.
A karbonszál további előnyei között ott van a szinte korlátlan alakíthatóság, a korróziómentességből fakadó hosszú élettartam, a csekély mértékű hőtágulás, a jó hőtűrés, valamint az alacsony anyagfáradási hajlam. Ezen pozitív tulajdonságok ellensúlyozzák a komoly élőmunka-igény jelentette hátrányt, bár a nagyobb gyártási mennyiség, valamint az egyre-másra megjelenő innovációk csökkentik a fajlagos költségeket.
A fentieket összegezve tehát elmondható, hogy a karbonszálon kívül nincs még egy olyan, hasonló jellemzőkkel rendelkező anyag, amellyel ilyen mértékű tömegmegtakarítás lenne elérhető. Mindezeken felül pedig – miként azt a látható karbonszál-struktúrás BMW M Performance Parts tartozékok bizonyítják – ott a különleges megjelenés is.
Fotók: BMW; Szerző: Nils Arnold; Illusztrációk: Cyprian Lothringer
Az üzemanyag-felhasználási, széndioxid-kibocsátási és villamosenergia-fogyasztási adatok a Könnyűgépjárművekre Vonatkozó Világszinten Harmonizált Vizsgálati Eljáráson (WLTP) alapulnak és a 715/2007/EK rendelet jelenleg hatályban lévő változatában előírt mérési eljárás szerint kerültek meghatározásra. A feltüntetett értékek a magyarországi piacra szállított alapfelszereltségű gépjárműre vonatkoznak. Az értéktartományon – amelynek megállapítása során figyelembe vették a különböző kerék- és gumiabroncsméreteket, valamint a választható kiegészítő felszereltségeket – belül az adatok az egyedi konfigurációnak megfelelően változhatnak. Az új személyautók hivatalos üzemanyag-fogyasztásáról és CO2-kibocsátásáról további információt a „New Passenger Vehicle Fuel Consumption and CO2 Emission Guidelines” című, a DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern, Németország postacímen megrendelhető brosúrából vagy a https://www.dat.de/co2 weboldalon kaphat. Az itt szereplő gépjárművek vonatkozásában az olyan gépjárművet terhelő adók vagy egyéb illetékek tekintetében, amelyek (legalább részben) a széndioxid-kibocsátáson alapulnak, a széndioxid-kibocsátási adatok eltérhetnek az itt megadott értékektől.
Kérjük, hogy a WLTP mérési eljárással kapcsolatos további információkért keresse fel a www.bmw.de/wltp weboldalt.