Με περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες εμπειρίας στην αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων των ανθρακονημάτων ως παράγοντα ελαφρού βάρους, υψηλών επιδόσεων και δομικής αντοχής, η McLaren έχει οδηγήσει βασικές εξελίξεις στους αγώνες και στις αυτοκινητοβιομηχανίες για τη χρήση του υλικού, καθιστώντας το πρότυπο όχι μόνο στο grid της Formula 1, αλλά και στο δρόμο. Κάθε McLaren που έχει κατασκευαστεί ποτέ έχει βασιστεί σε ένα μονοκόκ από ανθρακονήματα, ενώ η McLaren μεγιστοποιεί επίσης τα οφέλη αυτού του ελαφρού, ισχυρού και ανθεκτικού υλικού στις δομές αμαξώματος και στα αεροδυναμικά συστήματα, για να ξεκλειδώσει τη μέγιστη απόδοση και τη συναρπαστική δυναμική οδήγησης χωρίς συμβιβασμούς.
Συνοπτικά
- Η McLaren Automotive ανέπτυξε μια παγκοσμίως πρώτη εφαρμογή μιας μεθόδου κατασκευής σύνθετων υλικών της αεροδιαστημικής βιομηχανίας, η οποία είναι κατάλληλα κλιμακωτή για την κατασκευή υπεραυτοκινήτων σε όγκο
- Η νέα μέθοδος παραγωγής Automated Rapid Tape (ART), που αναπτύχθηκε στο Κέντρο Τεχνολογίας Σύνθετων Υλικών της McLaren (MCTC) στο Sheffield του Ηνωμένου Βασιλείου, παράγει δομές από ανθρακονήματα McLaren ART, οι οποίες μπορούν να βελτιστοποιηθούν ώστε να είναι ακόμη ελαφρύτερες, πιο δύσκαμπτες και ισχυρότερες μέσω προηγμένης δομικής βελτιστοποίησης και παράγονται με λιγότερα απόβλητα.
- Το σταθερό επίπεδο στο ενεργό μπροστινό φτερό της νέας McLaren W1 είναι μια δομή από ανθρακονήματα McLaren ART που κατασκευάζεται με τη νέα αυτή τεχνική.
- Τα μελλοντικά μοντέλα της McLaren θα διαθέτουν monocoques από ανθρακονήματα που θα ενσωματώνουν ανθρακονήματα ART στις δομές τους
Και η McLaren Automotive έχει αναπτύξει τώρα μια παγκόσμια πρώτη εφαρμογή μιας πρωτοποριακής και εξαιρετικά εξειδικευμένης διαδικασίας κατασκευής στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, η οποία θα βελτιώσει τα μελλοντικά της μοντέλα μέσω ενός σημαντικού άλματος στην τεχνολογία ανθρακονήματος που ενισχύει τα καλύτερα χαρακτηριστικά του υλικού και όχι μόνο.
Η αεροδιαστημική βιομηχανία χρησιμοποιεί μεθόδους κατασκευής υψηλής ακρίβειας για την κατασκευή εξαιρετικά προσαρμοσμένων δομών από ανθρακονήματα για την τελευταία γενιά επιβατικών αεροσκαφών και μαχητικών αεροσκαφών, ιδίως για μεγάλα, κρίσιμα μέρη όπως η άτρακτος και τα φτερά των αεροσκαφών. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της ρομποτικής εναπόθεσης σύνθετων ταινιών για τη διαστρωμάτωση των δομών, σε σχέση με την παραδοσιακή χειροποίητη τοποθέτηση με τη χρήση προεμποτισμένων υλικών. Και είναι μια έκδοση αυτής της μεθόδου παραγωγής με ταχείς ρυθμούς, “υψηλού ρυθμού”, την οποία η McLaren έχει αναπτύξει και έχει πλέον ενσωματώσει στις κατασκευαστικές της δυνατότητες στο Κέντρο Τεχνολογίας Σύνθετων Υλικών της McLaren (MCTC) στο Σέφιλντ του Ηνωμένου Βασιλείου.
Το σύστημα αυτό, που ονομάζεται Automated Rapid Tape (ART), ξεκλειδώνει τις τεράστιες δυνατότητες για την περαιτέρω βελτίωση των αυτοκινήτων δρόμου της McLaren με δομές από ανθρακονήματα που είναι βελτιστοποιημένες ώστε να είναι ακόμη ελαφρύτερες, πιο δύσκαμπτες και ισχυρότερες, να παράγονται με ακόμη μεγαλύτερη συνοχή από μέρος σε μέρος και να παράγονται με τρόπο που παράγει λιγότερα απόβλητα. Οι προκύπτουσες μορφές ινών άνθρακα McLaren ART είναι επίσης οπτικά διακριτές από τα συμβατικά κομμένα στο χέρι προ-εμποτισμένα εξαρτήματα από ίνες άνθρακα.
Η μέθοδος Automated Rapid Tape της McLaren, που φέρνει πλήρη επανάσταση στη μέθοδο της αεροδιαστημικής βιομηχανίας που χρησιμοποιεί ρομποτικούς βραχίονες για τη διαστρωμάτωση σύνθετων ταινιών, χρησιμοποιεί ένα ειδικά σχεδιασμένο μηχάνημα που χρησιμοποιεί μια σταθερή κεφαλή εναπόθεσης και μια ταχέως κινούμενη κλίνη με δυνατότητα περιστροφής, η οποία ξεκλειδώνει μια ταχύτερη διαδικασία κατασκευής κατάλληλη για σκοπούς της αυτοκινητοβιομηχανίας και την κατασκευή σύνθετων υλικών υψηλής ταχύτητας.
Μεγαλύτερη ελευθερία σχεδιασμού για τους μηχανικούς
Το McLaren ART επιτρέπει την εξατομικευμένη τοποθέτηση ινών, δημιουργώντας νέες δυνατότητες σχετικά με τις απαιτήσεις φέρουσας ικανότητας ή ακαμψίας που δεν είναι δυνατές με τις συμβατικές μεθόδους. Ενθαρρύνει την καινοτομία απελευθερώνοντας τους μηχανικούς από ομοιόμορφους υλικούς περιορισμούς. Η συγκεκριμένη ρύθμιση του προσανατολισμού των ινών εντός του σύνθετου υλικού επιτρέπει την ανισοτροπική ακαμψία – η ακαμψία μπορεί να ενισχυθεί σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις, ενώ η ευελιξία μπορεί να διατηρηθεί αλλού. Αυτό ξεκλειδώνει νέους τρόπους σχεδιασμού υψηλά φορτισμένων, πολύπλοκων αεροδυναμικών εξαρτημάτων.
Επιτρέπει επίσης τη βελτιστοποίηση της σχέσης αντοχής προς βάρος. Οι ίνες μπορούν να συγκεντρωθούν σε περιοχές που υπόκεινται σε υψηλή καταπόνηση ή φορτίο, όπως αρθρώσεις, ακμές ή σημεία σύνδεσης, επιτρέποντας με τη σειρά τους την αφαίρεση περιττού υλικού σε περιοχές χαμηλής καταπόνησης.
Δομές από ίνες άνθρακα που δημιουργούνται με λιγότερα απόβλητα
Καθώς κατά την κατασκευή ενός εξαρτήματος από ανθρακονήματα McLaren ART τοποθετούνται μετρημένα μήκη ξηρής σύνθετης ταινίας, μειώνεται σημαντικά η παραγωγή αποκομμάτων ακανόνιστου σχήματος που δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν. Έως και το 95% του ακατέργαστου υλικού ξηρής ταινίας που χρησιμοποιείται για τη στρώση ενός εξαρτήματος πηγαίνει στο τελικό εξάρτημα. Η αυτοματοποιημένη διαδικασία μειώνει επίσης τις ανακρίβειες τοποθέτησης και τις απώλειες υλικού που προκαλούνται από ανθρώπινα λάθη, διασφαλίζοντας ότι η τελική στρώση είναι εντός των ανοχών σχεδιασμού, ελαχιστοποιώντας με τη σειρά της τα απορριπτόμενα εξαρτήματα. Το αυτοματοποιημένο στοιχείο της μηχανής Automated Rapid Tape παρέχει παρακολούθηση και έλεγχο σε πραγματικό χρόνο, εξασφαλίζοντας σταθερές παραμέτρους της διαδικασίας και βελτιστοποιημένη ποιότητα του εξαρτήματος.
Ενισχυτής της μεγαλύτερης χρήσης ανθρακονημάτων
Τα πλεονεκτήματα που μπορεί να προσφέρει η τεχνολογία Automated Rapid Tape όσον αφορά τον χρόνο κατασκευής και το μειωμένο κόστος δημιουργούν τη δυνατότητα μεγαλύτερης χρήσης ανθρακονημάτων σε περισσότερες περιοχές ενός οχήματος. Κοιτάζοντας πέρα από την ανθρακονημάτινη μπανιέρα, η ευρύτερη χρήση εξαιρετικά ελαφρών πάνελ αμαξώματος κατασκευασμένων από ανθρακονήματα McLaren ART γίνεται πιο εφικτή και οικονομικά αποδοτική.
Αυτή δεν είναι μια μελλοντική τεχνολογία – έχει ήδη ενσωματωθεί στις διαδικασίες κατασκευής της McLaren. Μια πρωτότυπη μηχανή εναπόθεσης υψηλής ταχύτητας έχει εγκατασταθεί στο Κέντρο Τεχνολογίας Σύνθετων Υλικών της McLaren και αυτή η πρώτη εγκατάσταση της τεχνολογίας Automated Rapid Tape θα αναβαθμιστεί σε μια μηχανή βιομηχανικών προδιαγραφών αργότερα μέσα στο 2025, με αυξημένη παραγωγική ικανότητα.
Το πρώτο όχημα της McLaren που διαθέτει ανθρακονήματα McLaren ART είναι το νέο υπεραυτοκίνητο Ultimate της McLaren και το επόμενο αυτοκίνητο της εμβληματικής σειράς αυτοκινήτων “1”, η McLaren W1. Το σταθερό επίπεδο εντός του συγκροτήματος της ενεργής μπροστινής πτέρυγας, αναπόσπαστο μέρος του εξαιρετικού αεροδυναμικού πακέτου του αυτοκινήτου που μπορεί να παράγει έως και 1.000kg downforce, κατασκευάζεται από άνθρακα McLaren ART, επωφελούμενο από την αυξημένη ακαμψία των εξαρτημάτων που κατασκευάζονται με τη διαδικασία Automated Rapid Tape. Το σταθερό αεροπλάνο ART carbon είναι έως και 10% πιο δύσκαμπτο από ένα συγκρίσιμο προ-εμποτισμένο εξάρτημα, αντανακλώντας μια σημαντική βελτίωση λαμβάνοντας υπόψη την αεροδυναμική λειτουργία του ως φορέα φορτίου. Περαιτέρω εξαρτήματα κατασκευασμένα από ανθρακονήματα ART μελετώνται για παραδείγματα παραγωγής του W1.
Η αυτοματοποιημένη μέθοδος παραγωγής Rapid Tape και οι δομές άνθρακα ART ξεκλειδώνουν επίσης τεράστιες δυνατότητες για την επόμενη γενιά αρχιτεκτονικών ινών άνθρακα. Η ενσωμάτωση αυτής της τεχνολογίας στη δομή μιας εξαιρετικά ελαφριάς, εξαιρετικά ισχυρής μπανιέρας από ανθρακονήματα – που κατασκευάζεται με ελάχιστη παραγωγή αποβλήτων υλικών – η οποία μπορεί να στηρίξει την επόμενη γενιά υπεραυτοκινήτων της McLaren βρίσκεται ήδη υπό εξέταση.