Tomboló karbon őrület, amitől szuperkönnyűek az autók – de mi is az a szénszál pontosan?

Közzétéve:
2019-06-08, 07:50

Manapság minden nagyteljesítményű autónak számos eleme készül karbon anyagból, de tudod is, hogy pontosan mi az és miért olyan könnyű?

Egy kiskupac milliósom lenne rá, hogy Te is hallottad már a következő kifejezések valamelyikét, carbonfiber, karbonszál, szénszál, szénszövet, karbonszövet stb. stb. Általánosan elmondható, hogy ha ezt a szót hallod természetesen egy ultra könnyű, strapabíró, és elég drága anyagot kapcsolsz hozzá, amelyet csak kevesen engedhetnek meg maguknak, és ami csak felsőkategóriás vagy tuning autókon megtalálható cucc.

Koeniggsegg Regera teljes szénszálas karosszériával, szemből

Nos, a megoldás egyszerű és az elnevezés sem vezet félre. Ez a hightech matéria egy a graffithoz nagyon hasonlatos szénből készült szál. Ezeket a szálakat poliakrilnitrilből állítják elő, ami egyfajta műanyag (PAN), amit akrilnitritből nyernek. Ezeket a műanyagszálakat hevítik 300 Celsius-fok környékére, és addig tartják ezen a hőmérsékleten, amíg már semmilyen anyag nem marad belőle, mint szén.

Ez a folyamat rengeteg időt és energiát igényel, nem egyszerű ennyire magas hőmérsékleten tartani valamit. Éppen ezért a szénszál nem a legfentarthatóbb, valamint nem elhanyagolható az sem, hogy nem újrahasznosítható olyan minőségben, mint például az alumínium. Az elkészült szálakat hasonlóak tárolják, mint régen a hatalmas pamutszövetekhez használt pamutszálakat. Miután a szálak elkészültek, különböző szöveteket készítenek belőle, melyek nagyon feketének és fényesnek tűnnek. A szövés módja felhasználási területtől függően változhat, de két fő típus létezik, a twill és a hagyományosan szőtt szövet.

Hagyományos és Twill szövésű karbonszál burkolatok
Hagyományos és Twill szövésű karbonszál burkolatok

Ebben a formában már felhasználható rengeteg területen az elkészült szénszövet. Természetesen mire idáig eljut már egy speciális gyantával kezelték, és elő van készítve arra, hogy méretre, formára szabható legyen. A szénszövetet hűvös, száraz helyen tárolják.  Az anyag gyakorlatilag ezután már csak öntőformákba kerül, hogy megfelelően helyettesítse az autók esetében például a gyári karosszéria elemeket. Természetesen a szénszál az autó más alkatrészeit is képes pótolni nem csak a bódét, gondolj csak a karbon-kerámia versenyfékekre, vagy a belső tér bevonatokra. A felhasználási lehetőségek sora gyakorlatilag végtelen. A beépített karbonszövet szövési iránya azonban nagyon fontos, nem mindegy, hogy milyen irányba fut, hiszen az anyagot erő fizikai erőket is máshogy fogja terelni, irányítani vagy éppen felfogni.

Ha megvan milyen formára van szükség a szénszövetből, az anyagot egy szilíciummal kezelt zsákba teszik, ahol a levegő kiszívásával olyan magas kompressziót érnek el, amely összenyomja a szénszövet részecskéit, még ellenállóbbá téve azt. Az F1-es autók esetében például a kész elemeket egy 120-180 Celsius fokos autoklávba (nyomás alatti kemencébe) helyezik, melyben 2-6 Bar nyomáson véglegesre keményítik az alkatrészeket. A drága acélszerszámokat használják tovább egy olyan módszerhez is, melyben hidegen terítik a szénszövetet az öntőformába, majd 10-20 Bar nyomással alakítják, és csak azután hevítik. Utóbbi módszer gyors, és könnyen használható sorozatgyártásra.

Létezik egy drágább módszer is szénszövet megmunkálására, amiket bizonyos esetekben komplett pilótakabinok vagy nagyobb autóalkatrészek esetében használnak, ez pedig a hevített sajtolás. Ebben az esetben az öntőformák precíziós acélból készülnek, és hasonlóak azokhoz, melyeket hagyományos acél vagy alumínium sajtoláshoz használnak.

Poliakrilnitril szálak melyekből később karbonszálat hevítenek.
Poliakrilnitril szálak melyekből később karbonszálat hevítenek.

Az egyik legfrissebb vívmány a karbonszálas termékek világában a kovácsolt kompozit, ahol a szálakat körülbelül 5 centi hosszú darabokra vágják, majd egy speciális gyantával keverik össze, és ezután helyezik az öntőformába, a préselés előtt. Első ránézésre ezek a poliakrilnitril szálak úgy néznek ki, mint Gizi néni tartalék parókája, ebben a formában nevezik prekurzornak, azaz előzetes állapotnak. Az i8-as BMW karosszériájához használt tekercsek mindegyike 100 000 ilyen szálat tartalmazott, melyet a Washington állambeli Moses Lake gyárban készítettek.

Az autós világ friss híreiért tekintsd meg az Alapjárat hírműsorát!

Kapcsolódó írások

Ateliers Diva hátulról
2019. július 30.
Az Ateliers Diva egy klasszikus Porsche 911 szénszálas karosszériával és vaskos árcédulával.
100% karbonszál – RS Tuning karbon Golf MK III
2018. február 19.
Egy 500 lóerős III-as Golf, teljes szénszál karosszériával és beltérrel? Igen, mindez egy magyar tuning garázs kezei közül.

További hírek