Med mer än fyra decenniers erfarenhet av att utnyttja fördelarna med kolfiber som möjliggörare av låg vikt, hög prestanda och strukturell styrka, har McLaren drivit på den viktiga utvecklingen inom racing och fordonsanvändning av materialet, vilket inte bara gjort det till standard i Formel 1, utan även tagit det till vägarna. Varenda McLaren som någonsin tillverkats har baserats på en kolfibermonocoque, och McLaren maximerar också fördelarna med detta lätta, starka och hållbara material i karossstrukturer och aerodynamiska system för att få ut maximal prestanda och spännande kördynamik utan kompromisser.
I korthet
- McLaren Automotive har utvecklat en världsunik tillämpning av en metod för tillverkning av kompositer inom flygindustrin, anpassad för volymtillverkning av superbilar
- Den nya produktionsmetoden Automated Rapid Tape (ART) används vid McLaren Composites Technology Centre (MCTC) i Sheffield, Storbritannien, och producerar McLaren ART-kolfiberstrukturer som kan optimeras för att bli ännu lättare, styvare och starkare genom avancerad strukturell optimering, och som produceras med mindre spillmaterial
- Det fasta planet i den aktiva framvingen på nya McLaren W1 är en kolfiberstruktur från McLaren ART som tillverkats med den nya tekniken
- Framtida McLaren-modeller kommer att ha kolfibermonocoques som integrerar ART-kolfiber i sina strukturer
Och McLaren Automotive har nu utvecklat en världsunik tillämpning av en banbrytande och mycket specialiserad tillverkningsprocess inom fordonssektorn, som kommer att förbättra de framtida modellerna genom ett stort steg framåt inom kolfibertekniken som förstärker materialets bästa egenskaper, och mer därtill.
Flygindustrin använder ultraexakta tillverkningsmetoder för att bygga skräddarsydda kolfiberstrukturer för den senaste generationens jet- och stridsflygplan, särskilt för stora, viktiga delar som flygplanskroppar och vingar. Detta uppnås genom robotiserad deponering av kompositband för att lägga strukturer i lager, jämfört med traditionell handuppläggning med hjälp av förimpregnerade material. Och det är en snabb version av denna produktionsmetod som McLaren har utvecklat och nu integrerat i sin tillverkningskapacitet vid McLaren Composites Technology Centre (MCTC) i Sheffield, Storbritannien.
Den kallas Automated Rapid Tape (ART) och frigör den enorma potentialen att ytterligare förbättra McLarens vägbilar med kolfiberstrukturer som är optimerade för att vara ännu lättare, styvare och starkare, producerade med ännu större enhetlighet från del till del och producerade på ett sätt som genererar mindre spillmaterial. De kolfiberformer som blir resultatet av McLaren ART skiljer sig också visuellt från konventionella handskurna, förimpregnerade kolfiberkomponenter.
McLarens Automated Rapid Tape-metod, som helt revolutionerar flygindustrins metod att använda robotarmar för att lägga kompositband, använder istället en specialdesignad maskin med ett fast deponeringshuvud och en snabbt rörlig bädd som kan roteras, vilket ger en snabbare tillverkningsprocess som lämpar sig för fordonsindustrin och höghastighets tillverkning av kompositer.
Större designfrihet för ingenjörer
McLaren ART möjliggör skräddarsydd fiberplacering, vilket skapar nya möjligheter när det gäller krav på bärighet eller styvhet som inte är möjliga med konventionella metoder. Det uppmuntrar till innovation genom att frigöra ingenjörerna från enhetliga materialbegränsningar. Specifik justering av fiberorienteringen i kompositmaterialet möjliggör anisotropisk styvhet – styvheten kan förbättras i specifika riktningar medan flexibiliteten kan bibehållas på andra ställen. Detta öppnar upp för nya sätt att konstruera högbelastade, komplexa aerodynamiska komponenter.
Det ger också möjlighet till optimerad styrka i förhållande till vikt. Fibrer kan koncentreras till områden som utsätts för hög belastning, t.ex. fogar, kanter eller anslutningspunkter, vilket i sin tur gör det möjligt att ta bort onödigt material i områden med låg belastning.
Kolfiberstrukturer som tillverkas med mindre avfall
Eftersom uppmätta längder av torr komposittejp läggs ut när man bygger upp en del av McLaren ART-kolfiber, minskar genereringen av oregelbundet formade avklipp som inte kan återanvändas avsevärt. Upp till 95% av det råa torra tejpmaterialet som används för att skikta en komponent går in i den slutliga delen. Den automatiserade processen minskar också positioneringsfelaktigheter och materialförluster som orsakas av mänskliga fel, vilket säkerställer att den slutliga layupen ligger inom konstruktionstoleranserna, vilket i sin tur minimerar antalet kasserade delar. Den automatiserade delen av Automated Rapid Tape-maskinen ger övervakning och styrning i realtid, vilket säkerställer konsekventa processparametrar och optimerad detaljkvalitet.
En möjliggörare för ökad användning av kolfiber
De fördelar som Automated Rapid Tape-tekniken kan ge i form av kortare tillverkningstid och lägre kostnader gör det möjligt att använda kolfiber i större utsträckning och på fler ställen i ett fordon. Om man ser bortom kolfiberbehållaren blir en bredare användning av ultralätta karosspaneler tillverkade av McLaren ART-kolfiber mer genomförbar och kostnadseffektiv.
Det här är inte en framtida teknik – den är redan integrerad i McLarens tillverkningsprocesser. En prototypmaskin för höghastighetsdeponering har installerats vid McLarens Composites Technology Centre, och denna första installation av Automated Rapid Tape-tekniken kommer att uppgraderas till en maskin med industriell specifikation senare under 2025, med ökad tillverkningskapacitet.
Den första McLaren-bilen med kolfiber från McLaren ART är McLarens nya superbil Ultimate, och nästa bil i den ikoniska bilserien “1”: McLaren W1. Det fasta planet i den aktiva framvingen, en integrerad del av bilens extraordinära aerodynamiska paket som kan generera upp till 1 000 kg downforce, är tillverkat av McLaren ART-kolfiber och drar nytta av den ökade styvheten hos delar som tillverkas med hjälp av Automated Rapid Tape-processen. Det fasta planet i ART-kolfiber är upp till 10 % styvare än en jämförbar förimpregnerad del, vilket är en betydande förbättring med tanke på dess aerodynamiska bärande funktion. Ytterligare komponenter tillverkade av ART-kolfiber är under övervägande för produktionsexemplar av W1.
Produktionsmetoden Automated Rapid Tape och ART-kolfiberstrukturerna öppnar också upp för enorma möjligheter för nästa generations kolfiberarkitekturer. Man överväger redan att integrera denna teknik i strukturen för ett ultralätt och ultrastarkt kolfiberkar – tillverkat med minimalt materialspill – som kan ligga till grund för nästa generation av McLarens superbilar.