Alfa Romeo 4C: doskonałość ‘Made in Italy’

Alfa Romeo odkrywa technologię i tajemnice konstrukcyjne nowego kompaktowego, supersportowego modelu, który stanowi esencję sportowego ducha ukrytego w „DNA Alfa Romeo”: to osiągi i doskonałość techniczna, ukierunkowana na zapewnienie maksymalnej przyjemności z jazdy w połączeniu z zapierającym dech w piersi stylem.

Przy projektowaniu Alfy Romeo 4C korzystano z największych osiągnięć techniczno- przemysłowych marek Alfa Romeo i Maserati. Dzięki wspólnym działaniom, prowadzonym w ramach Grupy Fiat i Chryslera, współpraca pomiędzy tymi dwoma firmami prowadzona była pod kątem zintegrowania działu projektowego Alfy Romeo i działów produkcyjnych Maserati. Do tego dochodzi wkład techniczny i technologiczny innych firm włoskich, będących światowymi liderami w branży części produkowanych do najlepszych samochodów sportowych.

Ponadto, zakład Maserati gwarantuje maksymalną jakość i dbałość o każdy szczegół z niemal zegarmistrzowską precyzją. Zresztą Modena i jej okolice są krainą najsłynniejszych sportowych samochodów, w której znajduje się wszystko, co potrzebne do ich produkcji: tradycja, technologia, wiedza, a przede wszystkim pasja – ta sama, która była natchnieniem dla zespołu, który wymyślił, zaprojektował i wyprodukował Alfę Romeo 4C.

Materiały hi-tech, aby uzyskać stosunek masy do mocy taki, jak w prawdziwym samochodzie wyścigowym.

Alfa Romeo 4C powstała z czystej kartki papieru i nowego pomysłu. Biała kartka była niezbędnym założeniem pomysłu, projektu i realizacji koncepcji nowego sportowego auta: dostępnego supersamochodu. Faktycznie, Alfa 4C została zaprojektowana jako samochód ekskluzywny w swoim wyposażeniu i osiągach, ale jednocześnie tak, aby mogła się stać osiągalnym marzeniem pasjonatów Alfy Romeo na całym świecie. W związku z tym wszystko należało zaplanować pod kątem ograniczonych mocy produkcyjnych, których rząd wielkości wynosił jednak kilka tysięcy samochodów na rok, czyli zdecydowanie więcej, niż rzemieślnicza produkcja typowa dla tego segmentu.

W ten sposób biała kartka papieru początkowo nie mająca jakichkolwiek ograniczeń projektowych czy produkcyjnych, nagle zapełniła się nowymi parametrami, nowymi wyzwaniami do podjęcia, z których wynikło pierwsze nieodzowne założenie: stosunek masy do mocy nowego supersamochodu niższy niż 4 kg/KM.

Aby to uzyskać, inżynierowie Alfy Romeo mogli stawiać na ilość koni mechanicznych, zwiększając moc i osiągi, ale ze względu na wysokie koszty zakupu i obsługi, auto to byłoby znacznie trudniej osiągalne. W związku z tym zdecydowali się obrać inną drogę: zmniejszenie masy samochodu poprzez zastosowanie materiałów łączących w sobie lekkość i wytrzymałość oraz udoskonalenie, a czasami wręcz stworzenie procesów produkcyjnych, które scalą nowoczesną technologię z rzemieślniczym kunsztem. W ten sposób uzyskano całkowitą masę wynoszącą zaledwie 895 kg: jest to rekord, dzięki któremu Alfa 4C jest jednym z najlżejszych samochodów na świecie – waży dużo mniej, niż samochód miejski i zapewnia stosunek masy do mocy poniżej 4 kg/KM.

Aby osiągnąć ten ambitny cel, wiele uwagi poświęcono materiałom, wybierając je pod kątem określonej wagi i właściwości chemiczno-fizycznych, mechanicznych i technologicznych, które najlepiej spełniają wymogi związane z osiągami i dynamicznym zachowaniem sportowego auta. Na wagę 895 kg składają się głównie: aluminium, stal, kompozyt SMC oraz włókno węglowe.

Włókno węglowe
Sekret lekkości i dynamicznego zachowania Alfy Romeo 4C tkwi w zastosowaniu włókna węglowego, które stanowi 25% samochodu. Dzisiaj włókno węglowe jest materiałem, który gwarantuje najlepszą równowagę pomiędzy ciężarem a sztywnością. Z tego powodu zostało wybrane, aby spełniać strukturalną funkcję nadwozia, a jednocześnie ramy nośnej samochodu. Jest to rozwiązanie przyjęte w najnowocześniejszych supersamochodach, łączące niewielką wagę z doskonałymi osiągami – i faktycznie, nadwozie waży tylko 65 kg.

W całości zaprojektowane przez zespół specjalistów Alfy Romeo, nadwozie jest produkowane przez Adler Plastic w innowacyjnym procesie produkcyjnym, który splata aktualny stan wiedzy w dziedzinie technologii produkcji ze zdolnościami manualnymi, typowymi dla włoskiego rzemiosła. Dzięki takiemu podejściu, można było przenieść technologię „pre-preg”, wywodzącą się z Formuły 1, do seryjnej produkcji, tym bardziej, że Alfa Romeo jest jedyną marką, która mogła zapewnić produkcję ponad 1.000 sztuk na rok.

Włókno węglowe „pre-preg”, poddawane obróbce metodą worka próżniowego (vacuum bag) w autoklawie, pozwoliło na przejście od etapu projektowania części do projektowania materiału. Nadwozie osiągnęło w ten sposób wysoką odporność na naprężenia i obciążenia dynamiczne, która byłyby niemożliwa do uzyskania przy zastosowaniu innych technologii czy materiałów.

Włókno węglowe „pre-preg” może być ułożone w optymalnym kierunku strukturalnym w stosunku do sił działających na karoserię, uzyskując rezultat, który materiał metalowy dałby tylko przy układzie warstwowym, zróżnicowanych grubościach i dodanych wzmocnieniach.

Poza tym, polimeryzacja w autoklawie pozwala wyprodukować w ramach jednego procesu struktury pudełkowe, które wg normy składają się z wielu elementów, często z różnych materiałów, wyprodukowanych i zmontowanych podczas wielu faz. Zdarza się na przykład, że słupek drzwi, który w wersji standardowej jest wykonany ze stali, składa się z 6 elementów połączonych między sobą i z nadwoziem podczas wielu faz procesu produkcyjnego.
Dzięki polimeryzacji w autoklawie, słupek drzwi jest jednoczęściowym elementem, częścią struktury nośnej.

W zasadzie, nadwozie z włókna węglowego stanowi jedną całość i jako takie reaguje na naprężenia zewnętrzne, co korzystnie wpływa na przenoszenie obciążenia dynamicznego.

Aluminium
Zastosowanie materiałów o wysokiej sztywności skrętnej i zmniejszonym ciężarze właściwym charakteryzuje elementy strukturalne Alfy Romeo 4C. Jednym z przykładów jest zastosowanie aluminium do siatki wzmacniającej dach oraz szkielet przedni i tylny. Również w tym przypadku, w celu zmniejszenia masy i zwiększenia sztywności, wykonane zostały pewne zabiegi, zarówno w fazie projektowej elementów, jak i w procesie produkcyjnym. Projektanci stworzyli nowy przekrój podpór, który zastępuje tradycyjny przekrój prostokątny: w ten sposób szkielet jest lżejszy i tym samym bezpieczniejszy. Poza tym, są produkowane przy zastosowaniu innowacyjnego procesu „Cobapress”, który łączy korzyści wynikające z odlewania i kucia pod prasą, która dodatkowo zgniata stop z aluminium, zamykając wszystkie pozostające pory. Wszystko to powoduje zmniejszenie ciężaru elementu na korzyść jego właściwości mechanicznych.

Wreszcie, wykorzystywany jest proces zgrzewania liniowego zimnego metalu, który pozwala na bardzo precyzyjne zgrzewanie, nie powodujące deformacji elementów i gwarantujące optymalne uzupełnienie ewentualnych luk.

Aluminium odgrywa również główną rolę w tarczach hamulców przednich, typu hybrydowego, z aluminiową piastą i żeliwną tarczą. Chodzi tu o opatentowaną przez SHW technologię, która gwarantuje redukcję masy tarczy nawet o 2 kg, jak i lepsze hamowanie. Ponadto, wyszukana technologia wykończenia powierzchniowego metodą szczotkowania zwiększa przyczepność i „czucie” pedału, natomiast innowacyjny system połączenia pomiędzy tarczą a piastą gwarantuje bardziej komfortowe i bezpieczne hamowanie. W rzeczywistości, różnica rozszerzalności termicznej pomiędzy żeliwem a aluminium jest regulowana przez specjalne stalowe sworznie radialne, które precyzyjnie przenoszą działanie hamujące.

SMC (Sheet Moulding Compound)
Do produkcji karoserii został wykorzystany SMC (Sheet Moulding Compound), kompozyt o niskiej gęstości i wysokiej wytrzymałości, dzięki któremu waga zmniejszyła się o 20% w stosunku do tradycyjnej blachy stalowej. Alfa Romeo 4C jest pierwszym samochodem seryjnym z tak wysokim procentem SMC o niskiej gęstości: przy zaledwie 1,5 g/cm³ jest to materiał ewidentnie lżejszy w porównaniu do stali (~7,8 g/cm³) i aluminium (~2,7 g/cm³), a oprócz tego jest bardziej plastyczny. Ta cecha pozwoliła na swobodę projektu pod względem stylu i desingu niezbędnych do stworzenia prawdziwej Alfy Romeo, rozpoznawalnej na pierwszy rzut oka. Poza tym, jest to trwały materiał, który w odróżnieniu od aluminium, nie deformuje się w przypadku niewielkich uderzeń i jest bardzo wytrzymały na czynniki chemiczne i atmosferyczne. Dodatkowo, bardzo dobrze rozprasza hałas, z dobrym skutkiem dla komfortu akustycznego.

Wreszcie, SMC o niskiej gęstości gwarantuje dobre połączenie funkcjonalne pomiędzy częściami, co prowadzi do zmniejszenia ilości elementów i operacji oraz skrócenia czasu montażu, a tym samym obniżki kosztów produkcji.

PUR-RIM (poliuretan)
Z powyższych powodów, do wykonania elementów zderzaków i błotników został również wybrany PUR-RIM (poliuretan). Jest to lekki materiał (o 20% lżejszy od stali) stosowany do produkcji nawet najbardziej złożonych elementów designu karoserii, takich jak błotnik Alfy 4C, zapewniający optymalny stosunek kosztów do produkowanych ilości.

Szyby
Aby uzyskać jak najniższą wagę nie pominięto żadnego materiału, w tym szyb. W tym przypadku zmniejszenie wagi zostało osiągnięte przez prawdziwe „wyszczuplenie” formy/kształtu: wszystkie szyby są cieńsze średnio o 10% w stosunku do tych stosowanych standardowo w samochodach, co pozwoliło na zmniejszenie masy o średnio 15%. Szyba przednia ma tylko 4 mm: niezwykłe osiągnięcie, szczególnie biorąc pod uwagę wyjątkowo aerodynamiczny kształt, który trudno jest osiągnąć przy tak cienkiej szybie.