Karbon, czyli włókno węglowe w samochodach – rewolucja z widmem zakazu

Kategoria: ciekawostki

W motoryzacji liczą się emocje, technologia i styl. Jest jeden materiał, który łączy wszystkie te elementy w całość – karbon. Jego charakterystyczna, pleciona struktura od razu kojarzy się z czymś wyjątkowym. Nie bez powodu. To właśnie włókno węglowe i powstający z niego karbon sprawiły, że supersamochody stały się lżejsze, szybsze i piękniejsze niż kiedykolwiek wcześniej.

I choć brzmi to jak opowieść o przyszłości, paradoksalnie mówimy o materiale, którego dalsze losy stoją dziś pod znakiem zapytania. Karbon może wkrótce trafić na cenzurowane w Europie. Dlaczego coś tak doskonałego nagle zaczyna budzić wątpliwości?

Czym tak naprawdę jest włókno węglowe, a czym karbon?

Na początku łatwo się pogubić, bo w codziennym języku te pojęcia stosuje się zamiennie. Tymczasem to dwie różne rzeczy:

• Włókno węglowe to ultracienkie nitki powstające w procesie pirolizy polimerów, cieńsze niż ludzki włos. Są tak delikatne, że same w sobie nie mają jeszcze praktycznego zastosowania.
  
  
• Karbon/Carbon (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Plastic) powstaje dopiero wtedy, gdy te włókna połączy się z żywicą i utwardzi. Dopiero wtedy mamy gotowy kompozyt, który trafia do samochodów, motocykli czy samolotów.
  
  

Najprościej? Włókno węglowe to składnik, a karbon to gotowy produkt. Jak mąka i chleb – pierwsze jest składnikiem drugiego.

Jak karbon trafił do samochodów?

Najpierw był zarezerwowany dla lotnictwa i kosmosu. Potem pojawił się w Formule 1 – pierwsze karbonowe monocoque w bolidach McLarena na początku lat 80. zmieniły oblicze wyścigów. Lekkie, sztywne i niesamowicie wytrzymałe – były bezpieczniejsze niż stalowe czy aluminiowe konstrukcje.

Z torów wyścigowych materiał szybko trafił do samochodów drogowych. Na początku tylko tych najdroższych – McLaren F1, Ferrari Enzo czy Pagani Zonda. Dziś karbon spotkamy nie tylko w hypercarach, ale też w sportowych autach, a nawet w detalach samochodów klasy premium.

Dlaczego karbon jest tak wyjątkowy?

1. Lekkość - to największa przewaga. Lżejszy samochód szybciej przyspiesza, lepiej hamuje i pewniej się prowadzi.
   
   
2. Wytrzymałość - karbon jest nawet kilkukrotnie mocniejszy od stali. Dlatego stosuje się go także w elementach bezpieczeństwa.
   
   
3. Sztywność - zapewnia stabilność przy dużych prędkościach.
   
   
4. Design - nie ma drugiego materiału, który wygląda tak efektownie i tak sportowo. Surowa plecionka sama w sobie jest ozdobą.

Karbonowe legendy – auta, które przeszły do historii

• Lexus LFA – powstało tylko 500 sztuk, a jego brzmienie V10 do dziś uznawane jest za najlepsze w historii. 65% nadwozia wykonano z karbonu – Japończycy stworzyli nawet własne maszyny tkackie, by osiągnąć perfekcję.
• Lamborghini Sesto Elemento – „Szósty pierwiastek”, czyli węgiel, to nazwa, która nie wzięła się znikąd. Całe auto ważyło mniej niż tonę, a zaprezentowano je w 2010 roku. Karbon znajdował się w każdym możliwym elemencie. Dzięki temu Lambo przyspieszało do setki w 2,5 sekundy, a wyglądało jak samochód z innej planety.
• McLaren Speedtail – super-hybryda o futurystycznych kształtach. Karbonowy monocoque i elastyczne elementy aerodynamiczne pozwoliły mu rozpędzać się do ponad 400 km/h.
• Pagani Huayra – dla wielu najpiękniejszy samochód świata. Horacio Pagani był pionierem stosowania karbonu w autach drogowych i zrobił z tego sztukę. Każdy detal Huayry błyszczy plecionką włókien, tworząc efekt niemal biżuteryjny.
  
  

Mustang GT4-Pack – karbon w zasięgu Twoich rąk

Karbon kojarzy się z autami wartymi miliony, ale wcale nie trzeba być kolekcjonerem, żeby go doświadczyć. Wystarczy spojrzeć na Forda Mustanga GT4-Pack z floty Devil-Cars.

Na zewnątrz uwagę przyciąga masywny spoiler, karbonowe lusterka i dyfuzor – te elementy sprawiają, że auto wygląda jak torowa bestia, a nie zwykły Mustang, jakich wiele. Do tego dochodzą dokładki zderzaków i progi boczne, które nie tylko nadają agresji, ale też poprawiają aerodynamikę.

Wnętrze to już prawdziwy festiwal karbonu – kierownica, obudowa konsoli środkowej, listwy na drzwiach, elementy deski rozdzielczej. Wszystko to sprawia, że kiedy siadasz za kierownicą, czujesz się jak w samochodzie wyścigowym. Nawet pasek na kierownicy w kontrastowym kolorze przypomina, że ten Mustang został stworzony do jazdy na torze.

Karbon – materiał wyjątkowy, ale z niepewnym jutrem

Włókno węglowe nie bez powodu stało się symbolem motoryzacyjnej innowacji. Jest lekkie, niezwykle wytrzymałe i pozwoliło stworzyć samochody, które przesuwały granice osiągów – od McLarena F1, przez Lexusa LFA, aż po współczesne hipersamochody czy Mustanga GT4-Pack z karbonowymi detalami. Ale ta rewolucja ma swoją ciemną stronę – recykling.

Karbon powstaje z połączenia tkaniny z włókna węglowego i żywicy epoksydowej. I właśnie to sprawia, że jego utylizacja jest problematyczna:

• Nierozdzielne połączenie – włókna są trwale zatopione w żywicy, więc nie da się ich odzyskać w czystej formie jak stali czy aluminium.
• Spalanie nie wchodzi w grę – żywica podczas spalania uwalnia toksyczne substancje.
• Cięcie i kruszenie – w trakcie mechanicznego rozdrabniania unoszą się w powietrzu mikrowłókna, które mogą podrażniać skórę, oczy, drogi oddechowe, a nawet zakłócać pracę urządzeń.
• Brak pełnego obiegu – z odzyskanego karbonu nie da się zrobić nowych, pełnowartościowych części samochodowych. Powstają co najwyżej materiały niższej jakości, używane np. do izolacji.

Dlatego Parlament Europejski pracuje nad nową wersją dyrektywy ELV (dotyczącej pojazdów wycofanych z eksploatacji), w której rozważa zakaz stosowania karbonu od 2029 roku. Skoro nie da się go bezpiecznie i efektywnie przetwarzać, jego przyszłość w motoryzacji staje pod znakiem zapytania.

Producenci samochodów ostrzegają, że nie ma jeszcze realnej alternatywy. Eksperymentuje się z biokompozytami, np. na bazie włókien lnianych, ale droga do stworzenia zamiennika o takiej samej wytrzymałości i lekkości będzie długa.

Jedno jest pewne: karbon na zawsze zapisał się w historii motoryzacji jako materiał, który dał autu charakter, lekkość i prędkość. Czy zostanie z nami na kolejne dekady, czy odejdzie w niepamięć z powodu regulacji – to pytanie, na które odpowiedź poznamy dopiero za kilka lat.