Pierwsze samonośne nadwozie kompozytowe w konstrukcji produkowanego seryjnie samochodu zastosował Lotus już blisko siedemdziesiąt lat temu, w modelu Elite. McLaren F1 z 1992 roku był z kolei pierwszym seryjnie produkowanym samochodem, z monolitycznym kadłubem i nadwoziem w pełni wykonanym z CFRP, dopuszczonym do ruchu drogowego. Lotus zbudował jednak nieco ponad tysiąc egzemplarzy modelu Elite, a McLaren – niewiele więcej niż sto sztuk F1. Kompozytowe nadwozia tych samochodów były budowane ręcznie przez wykwalifikowanych rzemieślników. Adaptacja technologii kompozytowych na potrzeby produkcji wielkoseryjnej sprawia jednak wiele problemów, dlatego w konstrukcji aut, produkowanych w setkach tysięcy egzemplarzy, koncerny samochodowe najczęściej wolą, jak na razie, poprzestać na innych sposobach obniżenia masy pojazdów.
Wyjątkiem od tej reguły były dwa modele BMW, opracowane w ramach „Projektu i” – niewielki, miejski samochód elektryczny i3 z 2013 roku, produkowany w 250 tysiącach egzemplarzy do 2022 roku i sportowe coupé i8 z napędem hybrydowym, którego w latach 2024-2020 zbudowano 20 tysięcy sztuk.
Po nabyciu przez bawarską markę udziałów potentata na rynku kompozytów – grupy SGL i inauguracji niemieckiej i amerykańskiej spółki typu joint venture, inżynierowie BMW dokonali swego rodzaju eksperymentu konstrukcyjno-technologicznego, którego celem miała być budowa nadwozi kompozytowych w sposób możliwie najbardziej zautomatyzowany, zbliżony od tego, jak wytwarzane są karoserie blaszane. Konstrukcja modelu i3 oparta była na płaskiej, wykonanej z aluminiowych elementów płycie podłogowej, mieszczącej zespół akumulatorów i podzespoły napędowe, na której instalowany był kadłub z CFRP, sklejony w zrobotyzowanym procesie ze 150 większych i mniejszych segmentów, które przełożyły się na 160 metrów połączeń klejonych.
W lipskich zakładach BMW na jednej linii przebiegał montaż podwozia, a równolegle na drugiej – budowa kadłuba. Następnie na stanowisku marriage point kadłub „żeniony” był z płytą podłogową. Operację rozpoczynały dwa roboty przemysłowe, mające za zadanie naniesienie kleju, następnie nadwozie opuszczane było na podwozie i przykręcane w czterech punktach. Dopiero potem w samochodzie montowano plastikowe panele nadwozia i dach z r-CFRP (wykonany z surowca wtórnego metodą prasowania tłocznego, vide: Recykling włókien węglowych w zastosowaniach produkcyjnych).
Konstrukcja modelu i8 oparta była na wykonanym z CFRP monolitycznym kadłubie typu monocoque, klejonym z mniejszych segmentów. Trójwymiarowa geometria segmentów była uzyskiwana poprzez preformowanie i łączenie w sekcje. Dzięki temu możliwe było uzyskanie kształtów i rozmiarów kompozytowych segmentów, niewykonalnych w przypadku tłoczenia blach karoseryjnych w typowej produkcji motoryzacyjnej. Z kolei infiltracja żywicą w zamkniętych formach w technologii RTM (resin transfer molding) pod wysokim ciśnieniem, pozwoliła wyeliminować etap obróbki cieplnej w autoklawie. Kompozytowe detale były następnie przygotowywane do wykonywania połączeń: klejonych, poprzez piaskowanie i mechanicznych (np. z pomocniczą ramą przednią), z wykorzystaniem wycinanych metodą waterjet otworów technologicznych. Na podobnej zasadzie co w modelu i3, panele nadwozia montowane były dopiero po nasadzeniu nadwozia na podwozie. Dzięki temu panele, produkowane z tworzywa sztucznego w procesie wtrysku, mogły być lakierowane osobno, eliminując potrzebę użycia centralnej linii lakierniczej dla całego pojazdu.
Ostatecznie jednak bawarska marka podjęła decyzję o budowie kolejnej generacji samochodów elektrycznych iX w bardziej typowej konfiguracji, w oparciu o płyty podłogowe wspólne dla modeli spalinowych, hybrydowych i elektrycznych: kompaktową UKL i większą CLAR. Rok 2025 przyniósł jednak kolejną zmianę kursu i obecnie wdrażana jest zupełnie nowa platforma Vision Neue Klasse X, mająca służyć za podstawę całej rodziny aut elektrycznych. Jednak wygląda na to, że BMW nie planuje ekstensywnego zastosowania kompozytów CFRP w ich konstrukcji, szczególnie po tym, jak w 2017 roku koncern pozbył się udziałów w niemieckiej i amerykańskiej spółce joint venture z grupą SGL, która była odpowiedzialna właśnie za materiały używane do budowy kompozytowych kadłubów aut „Projektu i”. Według oficjalnych wyjaśnień koncernu, rosnące ceny energii sprawiają, że był to interesujący eksperyment, który raczej już się nie powtórzy.
cały artykuł jest dostępny w wydaniu płatnym 11/12 (218/219) listopad/grudzień 2025
