Wzmocnione włóknem węglowym rozwiązania zapewniające niską masę i wysoką prędkość

Samochody wyścigowe muszą być lekkie, szybkie i łatwe w prowadzeniu, a jednocześnie wystarczająco wytrzymałe, aby wykonywać ciasne zakręty z dużą prędkością bez zjeżdżania z toru. Materiały wzmocnione włóknem węglowym są wykorzystywane do tworzenia karoserii samochodów, która jest pięć razy lżejsza od stalowego odpowiednika, ale nawet dziesięć razy bardziej wytrzymała. Ten materiał o wyjątkowych właściwościach jest wytwarzany przy użyciu rozwiązań próżniowych firmy Busch.

Każdego roku najlepsi studenci z uczelni technicznych z całego świata rywalizują o stworzenie nowego prototypu samochodu wyścigowego, zaprojektowanego nie z myślą o torze Formuły 1, ale dla amatorów wyścigów weekendowych. Niezależnie od tego, czy chodzi o zastosowania profesjonalne, nie jest niespodzianką, że materiał wybierany w szybkim świecie Formuły 1 jest również popularny w tych zawodach, a wielu studentów wybiera rozwiązania wzmocnione włóknem węglowym zamiast metalu. Włókno węglowe jest wytrzymałe – ale nie jest materiałem, z którego można zrobić samochód. To właśnie możliwości kompozytów sprawiają, że są one preferowanym wyborem.

Synergia kompozytu

Połączenie właściwości żywicy i włókna węglowego tworzy znacznie bardziej wytrzymały materiał niż każdy z tych dwóch osobno, zapewniając rozwiązanie, które może sprostać wyzwaniom stawianym przez wysokie prędkości i duże siły. Uzyskany materiał jest tak wytrzymały, że można go zastosować do wykonania praktycznie wszystkich widocznych fragmentów samochodu wyścigowego. Jedna część jest tworzona z wielu elementów. Kawałki tkaniny z włókna węglowego nasyconej żywicą są wycinane według wzoru, w taki sam sposób, jak krawiec wycina kawałki materiału na garnitur. Są one następnie układane razem, aby uzyskać potrzebną grubość. Aby utworzyć zaledwie jeden milimetr, potrzebnych jest około siedmiu warstw, zatem liczba warstw na część może szybko wzrosnąć do setek. Następnie do zagęszczania tych warstw wykorzystywana jest próżnia, a firma Busch dostarcza do tego zadania pompy próżniowe.

Scalanie w próżni

Części są układane na formie i zamykane w worku z tworzywa sztucznego. Dołączona jest pompa próżniowa i powietrze jest odsysane w taki sposób, że warstwy zostają ze sobą ściśnięte i nie mogą się poruszać. Stamtąd forma ułożona warstwowo, nadal mocno sprasowana wewnątrz worka próżniowego, jest przenoszona do autoklawu. Tam części są utrzymywane w próżni, połączonej z ciepłem i naciskiem. Wysoka temperatura zmiękcza żywicę, powodując stopienie się warstw, a ciągłe przełączanie między próżnią a ciśnieniem zapewnia usunięcie całego powietrza, mocne przyciśnięcie do siebie warstw i połączenie się ich. To, co opuszcza autoklaw, nie stanowi już wielu różnych giętkich warstw, ale jest jednym solidnym i wytrzymałym elementem, gotowym na tor wyścigowy – niezależnie od tego, czy walczy o miejsce na podium Formuły 1, czy o tytuł najlepszego zespołu uniwersyteckiego.

Z sali wykładowej na tor wyścigowy

Projektowanie, budowa i prowadzenie samochodu wyścigowego do mety nie jest łatwym zadaniem, ale każdego roku studenci z całego świata podejmują wyzwanie i przynoszą swoje prototypy na tory wyścigowe Formuły Student. W odróżnieniu od Formuły 1, ta rywalizacja znacznie wykracza ponad to, kto najszybciej pokona tor. Samochody, które budują studenci, są oceniane pod kątem wszystkich parametrów, od prędkości pokonywania zakrętów i oszczędności paliwa po produkcję i koszty – a każdy zespół musi przedstawić pełny biznesplan. W efekcie w skład zespołów wchodzą nie tylko studenci kierunków inżynierskich, ale także zgłębiający ekonomię, finanse i marketing. Studentów zachęca się do samodzielnego wyprodukowania jak największej części samochodu. W tym miejscu firma Busch z dumą zapewnia wsparcie: od kilku lat Busch dostarcza pompy próżniowe, aby pomóc zespołom w budowaniu wymarzonych samochodów wyścigowych.