Elektromobil i3 je podle BMW vozem nové epochy, který stanoví vyšší měřítka a posune dál vnímání individuální dopravy v městském prostředí. Na jeho výrobu se automobilka připravila zodpovědně a každý krok je tak promyšlený do posledního detailu.
Pokroková koncepce BMW i3 je tvořena dvojicí hlavních elementů – modulů. Hliníkový modul Drive nese hnací ústrojí, podvozek, akumulátor a deformační zóny. Modul Life je prostor pro posádku, jehož skořepina je vyrobena z uhlíkových kompozitů. Jejich použití v daném rozsahu znamenalo vyvinout takové výrobní postupy, které zkrátí jejich výrobu na polovinu běžné doby. Celý výrobní proces je méně náročný na investice v podobě konvenčních lisoven, jež nejsou potřeba. Moduly Life i Drive se vyrábějí bok po boku. Výroba dílů z uhlíkových kompozitů v množství potřebném pro BMW řady i nemá v automobilovém průmyslu obdoby a BMW v této oblasti hraje vedoucí úlohu.
MODUL LIFE
Minimalizace hmotnosti je u aut poháněných elektřinou obzvláště důležitý. Kromě kapacity akumulátoru je právě hmotnost významným prvkem, který ovlivňuje dojezd: čím lehčí automobil, tím delší dojezd. Proto se BMW rozhodlo ve svých vozech řady i používat materiály snižující hmotnost.
Modul Life je vyroben především z uhlíkových kompozitů. Ty se vyrábějí z termoplastového prekurzoru, u něhož v několikastupňovém procesu dochází k postupnému odstraňování elementů, až na konci zůstane pouze uhlík s pevnou krystalickou strukturou. Toto vlákno je silné pouhých sedm mikronů (0,007 mm). Jen pro srovnání: lidský vlas má průměr 50 mikronů. Pro použití v automobilovém průmyslu jsou tato vlákna spojována po přibližně 50 000 kusech do velkých svazků, a jsou tak připravena pro další použití.
V dalším procesu jsou uhlíková vlákna dále zpracovávána na lehkou tkaninu. Následně je vystřižen potřebný tvar, přičemž tyto polotovary jsou výchozími prvky pro výrobu dílů z uhlíkových kompozitů. Mimochodem, vzniklý odpad se recykluje přímo v továrně a znovu se používá pro výrobu. V současnosti pochází přibližně 10 procent uhlíkových vláken použitých v BMW i3 z procesu recyklace.
ŽÁDNÉ SVÁŘENÍ, JEN LEPENÍ
Aby textilie lépe udržela požadovaný tvar, dochází k jejímu zahřátí a vytvarování. Spojené a předtvarované díly pak podstupují další část výrobního postupu: vysokotlaké vstřikování pryskyřice. Ta se v kapalné formě v tomto procesu pod vysokým tlakem vstřikuje do formy s textilií. Přilepí se na uhlíková vlákna a v následném kroku dojde k vytvrzení celého dílu, které mu zajistí výslednou pevnost, jež je základem jeho mimořádných vlastností. Celá výroba dílů z uhlíkových kompozitů se musí provádět na základě přesně daných výrobních postupů. Závisí na správném čase vstřikování, tlaku i teplotě.
Důležité totiž je, aby se pryskyřice s vytvrzovacím materiálem dokonale promísila. Nově vyvinutý výrobní proces eliminuje konvenční vytvrzování v autoklávech, které je velmi časově náročné. Proces vytvrzování uhlíkového kompozitu začíná již pouhých 90 sekund po aplikaci vytvrzovacího materiálu. Již o hodinu a půl později je díl zcela vytvrzený a má svoji finální pevnost. Tento výsledek znamená 10krát rychlejší vytvrzení než v konvenčních procesech. Industrializací výroby uhlíkových kompozitů se dosáhlo jejich značného zlevnění a umožnilo se jejich použití v mnohem větším měřítku, které bylo dosud v automobilovém průmyslu nemyslitelné.
Jednotlivé díly z uhlíkových kompozitů se pak slepují v karosárně. Právě zde dostává modul Life svůj tvar. Vysoká míra geometrické integrace zaručuje, že ve srovnání s ocelovou konstrukcí je potřeba pouhá třetina dílů, z nichž se celek staví. Základní struktura modulu Life je tvořena přibližně 150 komponenty z uhlíkových kompozitů. Při výrobě karosérie z uhlíkových kompozitů není slyšet žádný hluk od nýtování nebo sváření, používají se výhradně nejnovější technologie lepení, které jsou stoprocentně automatizované. Proces lepení dílů z uhlíkových kompozitů je další unikátní technologií vyvinutou BMW. Při lepení se totiž striktně dodržují předem dané šířky spár, jež se vyplňují lepidlem. Tím se dosahuje maximální pevnosti spojů. V každém BMW i3 je celkově 160 metrů lepených spojů.
VNĚJŠÍ PLÁŠŤ Z TERMOPLASTŮ
BMW i3 je prvním vozem BMW, který má všechny povrchové díly vyrobené z termoplastu. Výjimku představuje pouze střecha, jež je vytvořena z recyklovaných uhlíkových kompozitů. Hmotnost těchto dílů je ve srovnání s díly ocelovými přibližně poloviční. Plasty navíc nepodléhají korozi, při výrobě vyžadují méně energie a současně jsou odolnější při malých poškozeních. Na termoplasty se používá přibližně čtvrtina materiálu z recyklovaných nebo obnovitelných zdrojů.
Lakování povrchu se děje výhradně suchým sprejováním s nulovou odpadní vodou. Oproti konvenčním metodám se vyznačuje pouze čtvrtinovou spotřebou energie. Spotřeba vody se snižuje o 70 procent i díky tomu, že není třeba namáčením barvit celou karosérii. U BMW i3 se samostatně lakují nárazníky, boční panely, příď a záď, což šetří zdroje. Oproti lakování pomocí namáčení vozu do lázně dochází k úspoře hmotnosti přibližně o 10 kilogramů.
Text: Martin Vacek
Foto: BMW