BMW e SGL Carbon: cosa si nasconde dietro il carbonio

[Beckervdo]

Per l’esattezza non è proprio carbonio puro, CFRP ovvero Carbon Fiber Reinforced Plastic è un materiale plastico con all’interno dei rinforzi in fibra di carbonio. Largamente in uso nell’ingegneria civile, come sostituto dell’acciaio, e nell’ingegneria navale ed aeronautica, quello che ha di più innovativo questo materiale è la versatilità.
E’ stato di recente applicato anche al mondo Automotive, ma la complessità delle lavorazioni l’ha sempre relegato ad un utilizzo di nicchia o mirato all’esasperazione delle prestazioni pure. Non sono rare le supercar e le hypercar che si fregiano di strutture portanti in monoscocca di carbonio.
BMW, tramite il partner tedesco SGL Carbon, cerca di rendere questa tecnologia alla portata di tutti.

Generalmente per la realizzazione di un singolo componente in CFRP, si parte da una base di fogli di fibra di carbonio (molto spesso pre-impregnati, noti come pre-preg, con resina) dove vengono riposti in stampi realizzati ad hoc (matrici) e successivamente stratificati uno sull’altro con una sequenzialità e direzione scelta a monte. Una volta fatto questo la matrice rivestita dai fogli in CFRP, viene ritagliata del superfluo e successivamente viene posta in degli autoclavi (forni su cui si può variare temperatura e pressione) dove vi rimarrà per diverse ore in ambiente controllato. Fatto ciò si procede al disaccoppiamento della matrice dal componente, ottenendo così il singolo componente scelto.
Orbene BMW ha scavalcato parte di questo processo, utilizzando un grosso “stampo” per l’intera cellula dell’abitacolo (LifeModule) che viene così formata in poche decine di minuti anzichè in diverse ore.
Per rendere più tangibile l’idea immaginate di voler stirare un paio di pantaloni con un ferro da stiro convenzionale, e un secondo paio li stirate con una stira-pantaloni industriale che ha l’esatta forma dei calzoni.
Tutto ciò permetterà a BMW di realizzare circa 30mila BMW i3 annue, senza avere problemi relativi ai tempi di consegna e sopratutto contenendo al minimo i costi di manodopera. Che quindi si traducono in maggior accessibilità al prodotto da parte del cliente finale.
La domanda sorge spontanea: se si danneggia la struttura?
BMW ha previsto dei punti di intervento, dove poter sostituire interamente l’area danneggiata con una ex-novo senza dover esser costretti a riacquistare una struttura completa. Inoltre si sono già avviati dei corsi di formazione per alcune officine sul territorio Europeo ed Americano al fine di non far trovare il cliente

BMW’s Carbon Fiber Manufacturing Process

Via BMWNews.it

[Prof. Gimmo]

Alla fine della fiera quanto pesa questa auto rispetto ad una equivalente?
Vale la pena sto pseudo-carbonio?

[Beckervdo]

Alla fine della fiera quanto pesa questa auto rispetto ad una equivalente?
Vale la pena sto pseudo-carbonio?

La i3 pesa 1250 kg, penso che in acciaio avrebbe superato i 1800

[jeby]

ovvero RTM, Resin Transfer Mould: niente di magico o stupefacente. Tutti quei fori ed inserti metallici in una struttura in GR/EP mi fanno venire un po' i brividi.... fatica... corrosione galvanica... igroscopia. AIUTO!

La i3 pesa 1250 kg, penso che in acciaio avrebbe superato i 1800

ma anche no. Se avessero speso i soldi che hanno speso in progettazione per fare questa in carbonio nell'ottimizzazione degli spessori e sezioni, sarebbe pesata 1250 kg anche in acciaio.

Andatelo a chiedere a quelli che costruiscono elicotteri e che dopo la grande promessa mai mantenuta del carbonio stanno decidendo di tornare sull'alluminio magari risparmiando peso e interventi successivi.

Peraltro acciaio e alluminio sono sicuramente più ecologici della fibra di carbonio + resina epossidica...

[Beckervdo]

ovvero RTM, Resin Transfer Mould: niente di magico o stupefacente. Tutti quei fori ed inserti metallici in una struttura in GR/EP mi fanno venire un po' i brividi.... fatica... corrosione galvanica... igroscopia. AIUTO!





ma anche no. Se avessero speso i soldi che hanno speso in progettazione per fare questa in carbonio nell'ottimizzazione degli spessori e sezioni, sarebbe pesata 1250 kg anche in acciaio.

Andatelo a chiedere a quelli che costruiscono elicotteri e che dopo la grande promessa mai mantenuta del carbonio stanno decidendo di tornare sull'alluminio magari risparmiando peso e interventi successivi.

Peraltro acciaio e alluminio sono sicuramente più ecologici della fibra di carbonio + resina epossidica...

Qui confesso la mia totale ignoranza sui nuovi materiali e resine.

Potresti spiegare un pò la prima parte? Sono molto curioso.

[Cosimo]

dico una cazzata o è lo stesso processo con cui si fanno le parti non piane dei camper e dei caravan? Anche questo va in autoclave?

[fxtech]

qualcuno ha detto monoscocca trabant ?

[ilgimmy]

e come si smaltisce poi il carbonio?

cioè adesso te lo vendono come il non-plus-ultra e alzano il prezzo della vettura...tempo 5 anni si accorgono che è non riciclabile e quindi rialzano il prezzo della vettura perchè userà un nuovissimo acciaio lavorato in modo da garantire gli stessi (o quasi) pesi... o no?

[Prof. Gimmo]

e come si smaltisce poi il carbonio?

cioè adesso te lo vendono come il non-plus-ultra e alzano il prezzo della vettura...tempo 5 anni si accorgono che è non riciclabile e quindi rialzano il prezzo della vettura perchè userà un nuovissimo acciaio lavorato in modo da garantire gli stessi (o quasi) pesi... o no?

Senza andare troppo lontano, mi sembra che la Mazda 3 pesi 1300kg.
Pero' non costa 40mila bombe.
13mila bombe in piu' per 100 kg meno secondo me non vale proprio la pena...
Con i problemi per riparare/smaltire annessi.

Trovo pero' che facciano benissimo a provarci, gli invasati che le compreranno li troveranno, e cosi' avranno fondi per andare avanti con la ricerca.
Bene cosi', ci guadagneremo anche noi comuni mortali tra qualche lustro.

[Beckervdo]

e come si smaltisce poi il carbonio?

cioè adesso te lo vendono come il non-plus-ultra e alzano il prezzo della vettura...tempo 5 anni si accorgono che è non riciclabile e quindi rialzano il prezzo della vettura perchè userà un nuovissimo acciaio lavorato in modo da garantire gli stessi (o quasi) pesi... o no?

Da Wikipedia.en

End of useful life/recycling

Carbon fiber-reinforced polymers (CFRPs) have an almost infinite service lifetime when protected from the sun, and, unlike steel alloys, have no endurance limit when exposed to cyclic loading. When it is time to decommission CFRPs, they cannot be melted down in air like many metals. When free of vinyl (PVC or polyvinyl chloride) and other halogenated polymers, CFRPs can be thermally decomposed via thermal depolymerization in an oxygen-free environment. This can be accomplished in a refinery in a one-step process. Capture and reuse of the carbon and monomers is then possible. CFRPs can also be milled or shredded at low temperature to reclaim the carbon fiber, however this process shortens the fibers dramatically. Just as with downcycled paper, the shortened fibers cause the recycled material to be weaker than the original material. There are still many industrial applications that do not need the strength of full-length carbon fiber reinforcement. For example, chopped reclaimed carbon fiber can be used in consumer electronics, such as laptops. It provides excellent reinforcement of the polymers used even if it lacks the strength-to-weight ratio of an aerospace component.