La fibra de carbono de grado aeroespacial llega a los superdeportivos con McLaren ART Carbon: una primicia mundial en ingeniería de superdeportivos ligeros
McLaren Automotive ha desarrollado una aplicación pionera a nivel mundial de un método de fabricación de compuestos para la industria aeroespacial, escalado apropiadamente para la fabricación en volumen de superdeportivos.
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Implementado en el Centro de tecnología de compuestos McLaren (MCTC) en Sheffield, Reino Unido, el nuevo método de producción de cinta rápida automatizada (ART) produce estructuras de fibra de carbono ART de McLaren que se pueden optimizar para que sean aún más livianas, rígidas y resistentes mediante una optimización estructural avanzada, y se producen con una menor generación de material de desecho.
El plano fijo dentro del conjunto del alerón delantero activo del nuevo McLaren W1 es una estructura de fibra de carbono McLaren ART fabricada con esta nueva técnica.
Los futuros modelos de McLaren contarán con monocascos de fibra de carbono que integrarán fibra de carbono ART en sus estructuras.
UNA LARGA EXPERIENCIA
Con más de cuatro décadas de experiencia aprovechando las ventajas de la fibra de carbono como factor de ligereza, alto rendimiento y resistencia estructural, McLaren ha impulsado avances clave en el uso de este material en competición y automoción, convirtiéndolo no solo en el estándar en la parrilla de Fórmula 1, sino también en la carretera. Todos los McLaren fabricados hasta la fecha se han basado en un monocasco de fibra de carbono, y McLaren también maximiza las ventajas de este material ligero, resistente y duradero en las estructuras de la carrocería y los sistemas aerodinámicos, para alcanzar el máximo rendimiento y una dinámica de conducción emocionante sin concesiones.
Y McLaren Automotive ha desarrollado ahora una aplicación pionera a nivel mundial de un proceso de fabricación altamente especializado y de vanguardia en el sector automotriz, que mejorará sus futuros modelos mediante un gran avance en la tecnología de fibra de carbono que aumenta los mejores atributos del material y más.
La industria aeroespacial utiliza métodos de fabricación ultraprecisos para construir estructuras de fibra de carbono altamente personalizadas para la última generación de aviones de pasajeros y de combate, en particular para piezas grandes y cruciales como el fuselaje y las alas. Esto se logra mediante la deposición robótica de cintas compuestas en las estructuras de capas, en lugar del laminado manual tradicional con materiales preimpregnados. McLaren ha desarrollado una versión rápida y de alta velocidad de este método de producción, que ahora integra en sus instalaciones de fabricación en el Centro de Tecnología de Compuestos de McLaren (MCTC) en Sheffield, Reino Unido.
Denominada Automated Rapid Tape (ART), esta tecnología libera el enorme potencial para mejorar aún más los coches de carretera de McLaren con estructuras de fibra de carbono optimizadas para ser aún más ligeras, rígidas y resistentes, fabricadas con una mayor consistencia entre piezas y con una menor generación de residuos. Las formas de fibra de carbono resultantes de McLaren ART también se distinguen visualmente de los componentes convencionales de fibra de carbono preimpregnada cortados a mano.
Al revolucionar por completo el método de la industria aeroespacial de utilizar brazos robóticos para aplicar capas de cintas compuestas, el método Automated Rapid Tape de McLaren emplea una máquina especialmente diseñada que utiliza un cabezal de deposición fijo y un lecho de rápido movimiento capaz de girar, lo que permite un proceso de fabricación más rápido, adecuado para fines automotrices y para la fabricación de compuestos de alta velocidad.
MAYOR LIBERTAD DE DISEÑO PARA LOS INGENIEROS
McLaren ART permite la colocación personalizada de las fibras, lo que crea nuevas posibilidades en cuanto a requisitos de carga o rigidez que no son posibles con los métodos convencionales. Fomenta la innovación al liberar a los ingenieros de las limitaciones de la uniformidad del material. El ajuste específico de la orientación de las fibras dentro del material compuesto permite una rigidez anisotrópica: la rigidez puede mejorarse en direcciones específicas, manteniendo la flexibilidad en otras. Esto abre nuevas vías para diseñar componentes aerodinámicos complejos y sometidos a altas cargas.
También permite optimizar la relación resistencia-peso. Las fibras pueden concentrarse en zonas sometidas a alta tensión o carga, como juntas, bordes o puntos de conexión, lo que permite la eliminación de material innecesario en zonas de baja tensión.
ESTRUCTURAS DE FIBRA DE CARBONO CREADAS CON MENOS DESPERDICIO
Al colocar longitudes medidas de cinta compuesta seca al construir una pieza de fibra de carbono McLaren ART, se reduce significativamente la generación de retales irregulares que no se pueden reutilizar. Hasta el 95 % de la cinta seca en bruto utilizada para laminar un componente se destina a la pieza final. El proceso automatizado también reduce las imprecisiones de posicionamiento y la pérdida de material causada por errores humanos, garantizando que la disposición final se encuentre dentro de las tolerancias de diseño y, a su vez, minimizando las piezas rechazadas. El elemento automatizado de la máquina Automated Rapid Tape proporciona monitorización y control en tiempo real, lo que garantiza la consistencia de los parámetros del proceso y una calidad optimizada de la pieza.
UN FACTOR QUE FACILITA UN MAYOR USO DE LA FIBRA DE CARBONO
Las ventajas que ofrece la tecnología Automated Rapid Tape en términos de tiempo de fabricación y reducción de costes permiten un mayor uso de la fibra de carbono en más áreas del vehículo. Más allá de la carrocería de carbono, el uso generalizado de paneles de carrocería ultraligeros fabricados con fibra de carbono McLaren ART se vuelve más viable y rentable.
Esta no es una tecnología del futuro; ya está integrada en los procesos de fabricación de McLaren. Se ha instalado un prototipo de máquina de deposición de alta velocidad en el Centro de Tecnología de Compuestos de McLaren, y esta primera instalación de la tecnología Automated Rapid Tape se ampliará a una máquina de especificación industrial a finales de 2025, con mayor capacidad de fabricación.
El primer vehículo McLaren que incorpora fibra de carbono McLaren ART es el nuevo superdeportivo Ultimate de McLaren, y el siguiente coche de la icónica línea de los “1”: el McLaren W1. El plano fijo del conjunto del alerón delantero activo, parte integral del extraordinario paquete aerodinámico del coche, capaz de generar hasta 1000 kg de carga aerodinámica, está fabricado con carbono McLaren ART, beneficiándose de la mayor rigidez de las piezas fabricadas mediante el proceso Automated Rapid Tape. El plano fijo de carbono ART es hasta un 10 % más rígido que una pieza preimpregnada comparable, lo que supone una mejora significativa considerando su función de soporte de carga aerodinámica. Se están considerando otros componentes de fibra de carbono ART para los ejemplares de producción del W1.
El método de producción automatizada de cinta rápida y las estructuras de carbono ART también abren enormes posibilidades para la próxima generación de arquitecturas de fibra de carbono. Ya se está considerando la integración de esta tecnología en la estructura de un chasis de fibra de carbono ultraligero y ultrarresistente, fabricado con mínima generación de residuos, que pueda sustentar la próxima generación de superdeportivos McLaren.