BMW ha anunciado que ha comenzado la producción de los i3 para clientes en la planta de Leipzig. blogdebmw ha estado dando cobertura a los procesos de producción de CFRP para la sub-marca durante los últimos dos años. Lo que BMW ha logrado con la introducción de la producción en masa de CFRP es notable. La producción de CFRP ha sido hasta ahora un proceso que requería mucho tiempo y energía, pero BMW ha encontrado los procesos y las técnicas para reducir el tiempo del ciclo y reducir los insumos energéticos (y los costes) necesarios para fabricar estructuras de CFRP.
Sin embargo, la mayor parte del equipo necesario para fabricar los paneles de CFRP se puede adquirir fácilmente en el mercado y, si se dispone de suficiente dinero, cualquiera puede construir una instalación para producir paneles de CFRP. Lo que no puede hacer es producirlos en tiempos de ciclo rápidos y de forma relativamente rentable como lo hace BMW.
Se podría hacer una analogía entre los procesos de producción de CFRP de BMW y el despliegue de un portaaviones. Muchos países, con presupuestos de defensa decentes, están coqueteando con la construcción de portaaviones. Aunque la forma y la funcionalidad básicas están a disposición de cualquiera, son la formación, los procesos y el personal los que hacen que un portaaviones sea viable, no sólo el buque en sí. Y eso es lo que tiene BMW, la formación, los procesos y el personal, adquiridos a lo largo de diez años de experiencia en la producción de fibra de carbono, que son únicos en la industria.
Además, BMW utiliza fibra de carbono propia de SGL. No utiliza un producto estándar que SGL pone a la venta. Además, BMW utiliza una técnica poco habitual para fabricar el tejido de fibra de carbono. No está tejida (como puede verse en el primer plano de la tela de fibra de carbono), sino que se compone de haces de fibra que van en la misma dirección y se cosen juntos. blogdebmw cree que esta es una de las claves de los rápidos tiempos de ciclo en la prensa de CFRP. Al mantener el hilo de la tela orientado en una sola dirección por capa, se reduce el tiempo necesario para que la resina fluya hacia la tela.
El proceso comienza con la conversión del poliacrilonitrilo en fibra de carbono. El precursor se calienta a temperaturas precisas en varias etapas (no como un cervecero que extrae los azúcares del mosto a varias temperaturas). La fibra sale sólo con restos de átomos distintos del carbono. Se agrupa en madejas y se envía a Wackersdorf (Alemania) para su transformación en tela.
La tela viaja a Landshut y/o Leipzig para su transformación/prensado en paneles de CFRP. Según BMW, alrededor del 10% de la estructura de CFRP del i3 está compuesta por tela reciclada.
Los paneles de CFRP se fabrican con maquinaria de moldeo por transferencia de resina (RTM). La tela se coloca en moldes y se presiona mientras se hace el vacío desde un extremo del molde y se inyecta resina desde el otro extremo bajo una presión extrema. La orientación de las fibras de la tela, la viscosidad y la composición química de la resina, la temperatura del molde y la presión y el vacío introducidos en el mismo contribuyen a los rápidos tiempos de ciclo que ha conseguido BMW. Y esta es la curva de aprendizaje que otros fabricantes tendrán que pasar para duplicar los procesos de BMW (y la historia que escuchamos es que un buen equipo de ingeniería tardaría aproximadamente cinco años en ponerse al día con los procesos de BMW).
Una vez creados los paneles individuales, se pegan para formar una carrocería tridimensional. Y aquí, de nuevo, BMW ha conseguido reducir el tiempo del ciclo de curado de la estructura ensamblada. Este proceso está 100% automatizado (y es el equivalente a soldar una estructura de acero).
El módulo de accionamiento es una mezcla de componentes de aluminio, piezas de fundición, estampados y piezas extruidas, dependiendo de la función de las piezas: soportes de suspensión, cuna del motor, carcasa del conjunto de la batería o protección contra choques. El módulo de propulsión se construye y luego se une a la célula de pasajeros (completa con las pieles exteriores) más adelante en la línea de producción.
El flujo de producción en Leipzig utiliza un enfoque de dedos y palmas para los pasos intermedios. Los procesos de ensamblaje comunes se realizan en la palma de la mano, mientras que los procesos de ensamblaje individuales, que requieren un montaje específico del producto, se completan en los dedos. Esto da como resultado que los 1er, i3 y otros vehículos salgan del final de la misma nave de montaje. Además, BMW se ha esforzado mucho en utilizar procesos energéticos eficientes y tantas fuentes de energía renovables como sea posible. Todo ello contribuye a la eco-sostenibilidad, pero también a la economía.
El inicio de la producción del i3 marca el comienzo de las arquitecturas de CFRP producidas en masa. Según una conversación mantenida con SGL, hay mucha capacidad para crear fibras de carbono para una capacidad de producción adicional, y no necesariamente tendrán que ser modelos i. Piensa en el proyecto de coche deportivo conjunto de BMW y Toyota y en lo que podrían hacer con el CFRP; es posible que el CFRP sea un componente clave allí.
BMW fabrica algo menos de dos millones de coches al año y, sin embargo, ha arrebatado la producción de CFRP a sus grandes competidores. Esto dice mucho del talento de la ingeniería y del enfoque de BMW.
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