Materiał wydrukowany z portalu www.wnp.pl. © Polskie Towarzystwo Wspierania Przedsiębiorczości 1997-2017

Metalowy koktajl Audi A8

Autor:  wnp.pl (Piotr Myszor)  |  18-04-2017 12:20
Nadwozie Audi Space Frame (ASF), następnej generacji Audi A8, to wielomateriałowa konstrukcja wykorzystująca aluminium, stal, magnez i wzmocnione włóknem węglowym tworzywa sztuczne. Taka kombinacja materiałów wymaga także różnych metod ich łączenia – w Audi A8 stosuje się ich 14: od spawania, przez klejenie do podwijania blach.
Kombinacja najwyższej twardości, formowanych na gorąco elementów stalowych, tworzy konstrukcję przedziału pasażerskiego, na którą składa się dolny fragment ścianki czołowej, progi po bokach, słupki B oraz przednia strefa łuku dachu. Niektóre z tych blach, w zależności od potrzeb, są odpowiednio walcowane, by osiągnąć pożądaną grubość, a inne są dodatkowo częściowo hartowane. Obniża to masę i zwiększa wytrzymałość, zwłaszcza w ważnych dla bezpieczeństwa strefach. 

Największy udział w karoserii nowego Audi A8 mają elementy aluminiowe. Jest ich aż 58 procent. Odlewane węzły, tłoczone profile oraz blachy, to sztandarowe elementy konstrukcji ASF. Również w tym przypadku konkurencja materiałów zaowocowała postępem. Nowe, poddawane obróbce cieplnej, odlewane stopy o największej twardości, uzyskują wytrzymałość na rozciąganie rzędu ponad 230 megapaskali (MPa). Odpowiednia granica plastyczności w teście rozciągania wynosi ponad 180 MPa, a w przypadku wykonanych ze stopu profili – 280 lub nawet ponad 320 MPa.

Inteligentna kompozycja materiałów, to również wieżyczki amortyzatorów wykonane z magnezu. W porównaniu z modelem poprzednim, mają o 28 procent mniejszą masę. Aluminiowe śruby łączą je z kielichami kolumny zawieszenia, gwarantując w ten sposób wysoką sztywność karoserii. W przypadku zderzenia czołowego, generowane wtedy siły są rozprowadzane do trzech buforów uderzenia z przodu pojazdu. 

Nowością jest bardzo twarda, odporna na odkształcenia tylna ścianka zrobiona z CFRP - największy element wchodzący w skład przedziału pasażerskiego nowego Audi A8. Biorąc pod uwagę wymiary ogólne, przejmuje na siebie ok. 33 procent odpowiedzialności za sztywność skrętną całego pojazdu. By optymalnie odbierała obciążenia wzdłużne i poprzeczne oraz siły ścinające, w jej skład wchodzi od sześciu do dziewiętnastu warstw włókna. Poszczególne warstwy włókna składają się z pasm o szerokości 50 mm, które można układać pod dowolnym kątem przebiegu włókna i dowolnie je przycinając, połączyć w gotowy pakiet warstw. Innowacyjna, specjalnie w tym celu opracowana metoda bezpośredniego łączenia poszczególnych warstw, pozwala zrezygnować ze zwykle koniecznego kroku pośredniego, tj. produkcji całych arkuszy. Pakiet warstw, przy pomocy również całkowicie nowej metody, nasączany jest żywicą epoksydową i w ciągu kilku minut twardnieje.  

W procesie niezwykle złożonej, a równocześnie energooszczędnej produkcji, wykorzystuje się 14 rożnych metod łączenia, w tym metodę podwijania blach w obszarach przednich i tylnych drzwi. Ta czystko mechaniczna, „zimna” technika, pozwala łączyć aluminiową ramę bocznych ścian, z formowanymi na gorąco, najtwardszymi blachami stalowymi słupków B, dachu i progów. W ten sposób wejścia są nawet o 36 mm większe w porównaniu do poprzednika. To z kolei sprawia, że wsiadanie i wysiadanie jest jeszcze wygodniejsze, a także poszerza pole widzenia kierowcy w ważnej dla bezpieczeństwa strefie słupka A. 

W przypadku „gorących“ metod łączenia, Audi opracowało i stosuje metodę zdalnego spawania laserowego. Dokładne pozycjonowanie promienia lasera w stosunku do brzegu spawu obniża ryzyko powstawania pęknięć temperaturowych w procesie produkcyjnym. Nowa metoda pozwala na precyzyjną, cieplną kontrolę głębokości wnikania lasera. W ten sposób, sterowanie procesem może natychmiast ustalić szerokość szczeliny między łączonymi elementami i w określonym procesie, odpowiednio je zamknąć. Duża prędkość poruszania się promienia laserowego i jego małe zapotrzebowanie na energię, obniża emisję CO2 podczas tego etapu produkcji o około jedną czwartą.  

Ponadto, ta nowatorska metoda, stosowana w produkcji seryjnej, pozwala zaoszczędzić 95 procent kosztów bieżących, ponieważ eliminuje potrzebę kosztownych kontroli procesu, koniecznych przy zwykłym spawaniu laserowym.

Materiał wydrukowany z portalu www.wnp.pl. © Polskie Towarzystwo Wspierania Przedsiębiorczości 1997-2017