BMW i.

С BMW i3 още през тази година BMW Group ще пусне на пазара сериен автомобил с електрическо задвижване, който е олицетворение на новата, устойчива мобилност в градски условия. Като първият премиум електрически автомобил BMW i3 преодолява редица икономически и екологични предизвикателства на нашето време. Концепцията с уникална, специално създадена за електрическо задвижване автомобилна архитектура, изисква не само използването на модерни леки материали, но и иновативни процеси на производство. Затова и темата за устойчивостта в целия цикъл на производство има основно значение за BMW Group.

BMW i е първият автомобилен проект, при който устойчивото развитие е също толкова важно, колкото целите по отношение на ефективност, тегло и качество. Обърнато е голямо внимание на аспекти като осигуряването на енергия и вода, емисиите на разтворители и рециклирането на отпадъците.

Последователно олекотената конструкция е от особено значение при електромобилите, защото освен капацитета на акумулаторите другият лимитиращ пробега фактор е и теглото на автомобила. Колкото по-лек е един автомобил, толкова по-голям е пробегът, защото при ускорение електромоторът трябва да задвижи по-малка маса. А точно в града фазите на ускорение и спиране се редуват често. Освен по-високия пробег ниското тегло означава и по-малка консумация на енергия, както и повишена динамика. Освен това батерията може да бъде по-малка.

За да се компенсира допълнителното тегло на електрическите компоненти, при своите автомобили BMW i залага на последователно олекотяване на конструкцията и иновативни материали. Освен това концепцията и производството на автомобила са дефинирани по напълно нов начин още в самото начало на разработката.

Конструкцията на BMW i3 е съставена от два модула: Life-модул или пътническата клетка – е изработена почти изцяло от въглероден композит (Carbon Fibre Reinforced Plastic или CFRP). Използването на лекия и сигурен при инциденти високотехнологичен материал в толкова широки мащаби е уникално при крупносерийното производство на автомобили, досега масовото използване на CFRP бе смятано за твърде скъпо, изработката и сглобяването за твърде сложни и не достатъчно гъвкави. BMW Group рано разпозна потенциала на този материал и вече има повече от 10 годишен опит в интензивна развойна дейност и оптимизиране на процесите, материалите, апаратурата и инструментите. Така днес BMW Group е единственият производител в света, който разполага с необходимото ноу-хау за индустриализирано крупносерийно производство на CFRP. В резултат на огромния напредък производствените процеси се отличават с висока стабилност, бърза цикличност и високо качество на произведените детайли от CFRP. В същото време при производството на олекотените материали като алуминий и карбон се изразходва повече енергия, отколкото при стоманата например. Поради това при производството и обработката BMW обръща голямо внимание на оптимизиране на използването на ресурси и захранването с електроенергия, добита до голяма степен без емисии на СО2. Сериозно внимание се обръща и на разхода на енергия и вода, на отработените води, на емисиите на разтворители и на отпадъците. В същото време икономиите са директен резултат от новата концепция на производството. Благодарение на създаденият джойнт венчър SGL Automotive Carbon Fibers (ACF) BMW Group заема уникално положение в индустрията – от производството на нишки до рециклирането на композитните материали.

Моузес Лейк: производство на карбонови нишки с енергията на водата.
Карбоновите нишки се създават с т.нар. прекурсор (термопластични текстилни влакна от полиакрилнитрил) в SGL ACF в Моузес Лейк, САЩ. За тази цел всички елементи на нишката се отделят газообразно в сложен, многостепенен процес, за да се получи нишка от почти чист въглерод със стабилна графитна структура. Тя е с дебелина само 7 микрометра (0,007 мм) – за сравнение - човешкият косъм има дебелина около 50 микрометра. За използването при автомобилите впоследствие около 50 000 от тези отделни нишки се комплектоват в т.нар. „rovings“ или „heavy tows“, след което се намотават за по-нататъшна обработка. Освен при автомобилите тези подготвени карбонови влакна могат да се използват например и при големите перки на роторите на вятърните турбини.

Още при производството на карбонови нишки в Моузес Лейк цялата необходима енергия се генерира на място от силата на водата - тоест при нулеви емисии на СО2. Изключително модерният завод в американския щат Вашингтон поставя стандарти и по отношение на енергийната ефективност. В сравнение с конвенционалното производство на CFRP икономисаните CO2e (парников потенциал) достигат до 50% За да може в края на май 2013 година да започне серийното производство на BMW i3 в завода в Лайпциг, производството на ултралеките високотехнологични нишки е стартирало още в края на 2011 година. Доставките са гарантирани от двете производствени линии с капацитет от 1500 тона годишно. По този начин тези инсталации още днес осигуряват около 10% от световното производство на CFRP.

Двата концерна BMW Group и SGL Group досега са инвестирали 100 млн. щатски долара в производствените мощности в Моузес Лейк и са създали 80 нови работни места.  

Вакерсдорф: обработка до нетъкан текстил
В иновационния парк Вакерсдорф е разположена втората производствена мощност на джойнт венчъра. Там създадените в Моузес Лейк пакети от влакна се обработват в индустриални мащаби до лек нетъкан текстил. За разлика от тъканите текстили влакната не са свързани и оплетени едно с друго, а са разположени едно до друго в една равнина. Тъканата текстилна структура би изкривила нишките, което би довело до известно намаляване на превъзходните им качества. Защото само ориентацията на нишките в тъканта гарантира оптималните качества на бъдещия детайл.

След инвестиция от 20 млн. евро и създаването на около 100 нови работни места днес във Вакерсдорф могат да бъдат произвеждани хиляди тонове нетъкани текстили от карбонови нишки годишно. Те са изходният материал за производството на детайли и елементи от CFRP в заводите на BMW в Ландсхут и Лайпциг.

Ландсхут: допълнителна обработка до CFRP -компоненти.
Доставеният от Вакерсдорф нетъкан текстил от карбонови нишки се обработват в заводите в Ландсхут и Лайпциг до готови каросерийни части от CFRP. В Ландсхут през последните десет години специалистите на BMW Group успяха така да усъвършенстват и автоматизират производствения процес на CFRP, че днес да е възможно изгодно и висококачествено крупносерийно производство. От доста време в Ландсхут индустриализирано се произвеждат покривите за BMW M3 и M6, както и основите на броните на М6.

След инвестиция от 40 млн. евро и старта на карбоновото производство с около 100 работника през март 2012 година завода в Ландсхут се превърна в основния иновационен и производствен център за компоненти от CFRP. За да се осигури високото техническо ноу-хау при обработката на иновативните олекотени материали, в Ландсхут се залага на обучени на място кадри. В момента броят на обучаващите се бъдещи работници е увеличен до 40 годишно.

Лайпциг: собствено производство на материали с променлива рецептура.
Новосъздаденият каросериен завод в Лайпциг разполага с най-модерните технологии за CFRP в автомобилното производство. В инсталацията, предвидена за индустриално крупносерийно производство, BMW вече произвежда собствени карбонови композитни материали. Рецептурата, тоест състава, здравината и геометрията на CFRP детайлите, може да бъде променяна и адаптирана по време на производствения процес в зависимост от конструктивните изисквания. Доставяните от Вакерсдорф разкроени детайли от нетъкан текстил първо се оформят в т. нар. Preform-процес. С помощта на висока температура текстилният пакет придобива стабилна триизмерна форма. Няколко от тези предварително оформени Preform-заготовки после се комбинират в по-голям конструктивен детайл. Това позволява производството на каросерийни детайли с голяма площ, чието създаване от алуминий или стомана би било много трудно. Пред конфекционирането и предварителното оформяне следва насмоляването под високо налягане по метода RTM (Resin Transfer Moulding). При RTM методът за впръскване на смола, познат от авиационната и космическата индустрия, както и от корабостроенето и производството на витла за вятърни турбини, в Preform-заготовките под високо налягане се впръсква течна смола. Материалът постига здравината и изключителните са качества едва при свързването на нишките със смолата и последващото втвърдяване.

Пресите работят със сила на притискане до 4 500 тона, за да може смолата да се свърже с втвърдителя и да полимеризира при точно дефинирани параметри като време, налягане и температура. Благодарение на този разработен от BMW специален метод се спестява отнемащият много време процес на втвърдяване в отделна пещ, използван при конвенционалното производство на CFRP. Новите, разработени специално за CFRP преси не са сравними с пресите за обработка на конвенционална стоманена ламарина. Специфичните за продукта инвестиции се отличават по значително по-стройната структура на инвестициите. Така например отпадането на класическото бояджийско отделение и катодното потапящо лакиране позволява значително понижаване на разходите. Производственият процес е иновативен, спестява изключително много време и създава реални предпоставки за индустриализирането на производството на големи детайли от CFRP. Само така може да се постигне бързо (в рамките на няколко минути) производство на каросерийни детайли от карбон.

Дори и много сложните елементи като например цялостната рамка на страничните врати на Life-модула на BMW i3 излизат от инсталацията с готови, интегрирани структурни елементи – при най-високо качество, безупречна функционалност и много висока точност на детайлите. Трябва да бъдат извършени само някои фини операции като чистото изрязване на контура на елементите, както и пробиването на липсващите монтажни отвори. За тази цел детайлите се обработват в специална инсталация за рязане с водна струя, след това се почистват със струя пясък и се обработват залепващите повърхности. За разлика от оформения CFRP детайл при конвенционалната странична рамка от стоманена ламарина се налага сглобяването на множество външни и вътрешни части. Като цяло нормалната архитектура на каросерията от стоманена ламарина изисква много повече части и поради това е по-тежка дори и само като конструкция от Life-модула на BMW i3.

Композитните карбонови детайли от новия завод в Лайпциг, както и CFRP-елементите от завода в Ландсхут се сглобяват в новото хале за каросерии. От около 150 детайла, с една трета по-малко в сравнение с конвенционалното производство от стомана, тук се създава основата на Life-модула на BMW i3. Липсва всякакво шумово замърсяване от завиване и нитоване, не летят искри от заваряване, използва се само най-модерна техника на лепене, която е 100% автоматизирана. В този уникален, разработен от BMW процес на сглобяване отделните детайли се доближават безконтактно до процепа за лепене от 1,5 мм, за да може след залепването да се постигне оптимална здравина. При новоразработения производствен процес всички детайли на Life-модула винаги са разположени на едно и също разстояние един от друг и получават еднакво количество лепило. Единствено тази прецизност гарантира перфектното пренасяне на усилията между различните CFRP детайли и най-високи стандарти на качество при крупносерийното производство. Като цяло в целия автомобил има точно дефинирана дължина на залепената повърхност от 160 м. при широчина 20 мм.

Печелене на време със секундни лепила.
Производството на каросерийни клетки от CFRP досега се използва само при специални автомобили, в моторните спортове и за малосерийни спортни автомобили. При толкова малък мащаб сложността на производството има по-скоро второстепенна роля. Така например времето за втвърдяване на залепените съединения може да отнеме и до един ден. За да се намали това време до минимум при крупносерийното производство на BMW i3, BMW постига екстремно ускорение на процеса на втвърдяване.

Новоразработено лепило позволява обработката на детайла само 90 сек. след нанасянето му. Пълното втвърдяване се постига след час и половина. Това означава десетократно ускоряване на обичайния процес на лепене. За да се постигне ускоряване на процеса на втвърдяване до няколко минути, BMW разработи допълнителен термичен процес. За тази цел определени части от залепващите повърхности върху CFRP детайлите се загряват, за да може процеса на втвърдяване да се ускори до 32 пъти.

Възможност за избиране на цветовите концепции до 6 дни преди окончателния монтаж.  
Произведената в Лайпциг високоякостна CFRP пътническа клетка (Life-модул) се доставя в новото монтажно хале и където се извършва т.нар. „сватба” или свързването с алуминиевия Drive-модул. Доставеният от Динголфинг основен Drive-модул първо се комплектова в Лайпциг, преди чрез залепване и завинтване да се постигне неделима връзка с модула Life. Едва сред това вътрешната клетка на Life-модула от CFRP получава окончателната си външна облицовка. Лакираните външни панели са изработени предимно от екструдирани термопласти, каквито се използват и при производството на конвенционални автомобили (предни и задни брони, прагове и т.н.). При окончателния монтаж цветните пластмасови детайли се закрепват със специални стойки към вътрешната клетка на Life-модула.

CFRP -рециклиране при BMW i : един затворен кръговрат.
В процеса на разработката на BMW i BMW Group създаде и доведе до пригодност за серийно производство уникална в световен мащаб концепция за рециклиране на CFRP-компоненти, каросерийни детайли и отпадъци от производството. Различни технологии позволяват рециклиране на скъпите материали от производството, както и от катастрофирали и стари автомобили, след което те да се използват отново в производствения процес или да бъдат влагани при други производства.

Процесите на рециклиране са два типа: рециклиране на карбонови нишки със „сух”, ненапоен със смола материал и рециклиране на композит (CFRP), тоест на „мокри”, напоени със смола пластмаси. Сухите карбонови отпадъци, получени при производството, могат отново да бъдат обработени до висококачествен нетъкан текстил и да бъдат оползотворени в кръговрата на производството. Около 10 % от вложените в BMW i3 карбонови нишки са рециклиран материал. Процес, който е уникален в световен мащаб в автомобилната индустрия.

При рециклирането на композитни материали – тоест на напоени със смола карбонови нишки – CFRP първо се отделя от сместа с други пластмаси и се обработва в пиролизна инсталация. Отделената при процеса на разграждане на смолата топлина се използва за отделяне на здравите въглеродни нишки. След това тези нишки могат да бъдат използвани при производството на детайли, като така се постига намаление на нуждата от нови влакна. Така например коритото на задната седалка се изработва от рециклирани въглеродни нишки. Тя отговаря напълно на стандартите за качество на BMW и тежи 30 % по-малко от конвенционален детайл от стъклени влакна. След като бъдат раздробени или нарязани до къси влакна, рециклираните CFRP респ. карбонови нишки могат да се използват в много области, включително и извън автомобилната индустрия – например в текстилната индустрия или електрониката (за корпуси за управляващи блокове). Използването на „вторични CFRP влакна” е съставна част от устойчивия кръговрат на материалите. Така се постига щадене на ресурсите и се осигуряват суровини за бъдещи приложения.

BMW Group България Корпоративни комуникации

Христина Пейчева, Мениджър Корпоративни комуникации BMW Group България

T: +359 2 80 60 733 , F: +359 2 80 60 710

Прес портал: https://www.press.bmwgroup.com/bg.html

E-mail: Hristina.Peycheva@partner.bmwgroup.com

---

BMW Group  

BMW Group е най-успешният премиум производител на автомобили и мотоциклети в света със своите марки BMW, MINI и Rolls-Royce. Като световна компания BMW Group управлява 29 предприятия за производство и сглобяване в 14 държави и има мрежа за продажби в над 140 държави.

През финансовата 2012 г. BMW Group продаде 1,85 милиона автомобила и над 117 000 мотоциклета по света. Печалбата преди облагане с данъци за 2011 г. е 7.38 милиарда евро при приходи от 68.82 милиарда евро. Към 31 декември 2011 г. работната сила на BMW Group е наброявала приблизително 100 000 служители.

Успехът на BMW винаги се е градил на дългосрочно мислене и отговорни действия. По тази причина компанията е изградила екологична и социална устойчивост по цялата верига, пълна отговорност за продуктите и ясен ангажимент за опазване на околната среда като неделима част от стратегията си. В резултат на усилията си за последните осем години BMW Group бе класирана на първо място в бранша според индекса за устойчивост „Дау Джоунс“.

www.bmwgroup.com

Facebook: http://www.facebook.com/BMWGroup

Twitter: http://twitter.com/BMWGroup

YouTube: http://www.youtube.com/BMWGroupview

Google+: http://googleplus.bmwgroup.com