در پشت‌صحنه آزمایشگاه ساختارهای کامپوزیت لامبورگینی چه می‌گذرد؟

مردی با کت مشکی که در پشتش “Prototipi” و روی قلبش گاو خشمگین نقش بسته با علاقه شدیدی درباره تاریخ فیبر کربن می‌گوید. پشت سر او دستگاهی قرار دارد که در حال تا زدن یک پنل لانه‌زنبوری با ابعاد تقریباً ۴ اینچ است به‌طوری‌که به دو نیم تقسیم شود اما کاملاً نشکند. قلبم دارد از سینه‌ام بیرون می‌زند!

آنچه در ادامه می‌خوانید نوشته‌های جالب اَبیگِیل بَسِت (Abigail Basset) از دست‌اندرکاران نشریه متعبر Automobile در جریان بازدیدش از آزمایشگاه ساختارهای کامپوزیت لامبورگینی است که به‌راستی خواندنی و “عشق ماشینی” به رشته تحریر درآورده است. با ما همراه باشید.
داخل یک ساختمان بی‌نشان واقع در حاشیه منطقه اینتربِی (Interbay) سیاتِل ایستاده‌ام. جایی که با تأسیسات بویینگ و هانی‌وِل (Honeywell) تنها چند مایل فاصله داشته و ۷۸۷ دریم‌لاینِر در آن چشم به جهان گشوده است. البته، اینجا خانه‌ای برای لامبورگینی هم هست، جایی که آزمایشگاه پیشرفته ساختارهای کامپوزیت خود را بنا‌نهاده و آن‌را مبدل به یکی از معدود مکان‌های خارج از بویینگ کرده که در درون خود تجهیزات شبیه‌سازی صاعقه، تگرگ، برخورد پرندگان و خرابی پیشرانه را داراست. مردی بنام پائولو فِرابولی (Paolo Feraboli) آزمایشگاه را اداره می‌کند که با آهنگ ظریف ایتالیایی از او می‌شنوم: همیشه می‌خواستم جت‌های جنگنده بسازم و طراحی کنم. من مهندس نیستم، یک طراح فیبر کربن ام.

فِرابولی مدرک مهندسی مکانیک‌اش را از دانشگاه بولونا (Bologna) ایتالیا گرفت و در فاصله یک ساله بین فارغ‌التحصیلی و دوره کارشناسی ارشد به‌عنوان متخصص حوزه مهندسی کامپوزیت (همان مهندس کامپوزیت خودمان) در تأسیسات لامبورگینی واقع در سَنت‌آگاتا (Sant’Agata) بولونیا مشغول کار روی توسعه پنل‌های کامپوزیتی بدنه مارچیه‌لاگو رودستر شد. شاید برایتان جالب باشد که الان هم یک نمونه نارنجی‌رنگش را دارد که ازنظر خودش “آخرین لامبورگینی کبیر” است. پس‌ازآن به دانشگاه سانتا باربارا (Santa Barbara) رفت و علاوه بر دریافت مدرک Ph.D. مهندسی مکانیک، چند وقتی در کمپانی Callaway Golf فعالیت کرد. سال ۲۰۰۴ به ویرجینیا آمد تا در ناسا (NASA) درزمینه مکانیک و مقاومت کار کند. سپس مدرک پروفسوری را از دانشگاه واشنگتن، جایی که در دپارتمان‌های هوانوردی و فضانوردی‌اش تدریس کرده و در اوقات فراغت به بویینگ برای توسعه هواپیماهای تجاری و نیز مدل ۷۸۷ کمک کرده بود، اخذ کرد. سرانجام در ۲۰۰۷ میلادی لامبورگینی وی را برای احداث آزمایشگاه پیشرفته کامپوزیت‌های ساختمانی به خدمت گرفت. ۶ سال بعد هم از مسئولیتش در دانشگاه کناره‌گیری کرد تا به‌صورت تمام‌وقت به تحقیقات آزمایشگاهی برسد.

براساس گفته‌های خودِ فرابولی این آزمایشگاه ۹۰ درصد وقت خود را برای لامبورگینی و ۱۰ درصد باقی را برای کار روی پروژه‌های صنعت هوانوردی و سایر کمپانی‌های تولیدکننده کالا صرف می‌کند. هم‌اکنون نیز تیم او ۵ عضو دارد که آزمایش، مهندسی و ساخت فیبر کربن را از برای لامبورگینی سستو اِلمنتو گرفته تا بیش از هزار قطعه برای بویینگ ۷۸۷ دریم‌لاینِر (Dreamliner) انجام می‌دهند.

تیم متخصص به‌منظور نشان‌دادن چگونگی آزمایش مواد، از پنل‌های کامپوزیتی ساندویچی موسوم به نومِکس (Nomex) که برای هواپیماهای نظامی طراحی شده‌اند و نیز پنل‌های فیبر کربنی روکش‌دار و بدون روکش بهره می‌گیرند. مثلاً از یک کَنُن گازی (Gas Cannon) استفاده می‌کنند که می‌تواند اشیاء را تا سرعت ۵۰۰ مایل بر ساعت به حرکت درآورد. همچنین ژنراتور تولیدکننده صاعقه دارند که تنها یک عدد غیرازآن در آمریکا موجود است و می‌تواند با یک آذرخش توانی برابر با ۳۰ کیلوولت تولید کند. با استفاده از ابزارهای سودمند این‌چنین، این آزمایشگاه پیشرفته توانسته طی دوران حیات خود ایده‌های بزرگی را برای لامبورگینی پرورش دهد که بعضی قبول و بعضی رد شده‌اند. فرابولی می‌گوید: آزمایشگاه برایمان یک زمین‌بازی است که می‌توانیم روی آن هرچه را که خواستیم آزمایش کنیم و بسازیم.

فیبر کربن در روش مرسوم از پرس و فشار زیاد صفحات فیبر کربنی (خام) و رزین داخل قالب و سپس گرم‌کردن و تیمار نهایی آن به‌دست می‌آید. این فرآیند چند روز وقت می‌برد و انجام تعمیرات در آن غیرممکن است. فرابولی معتقد است برای افزایش سرعتِ تولید می‌توان مراحل قالب‌دهی، گرم‌گردن و تیمار نهایی را حذف کرده و بجای آن صفحات فیبر کربن (خام) خردشده (یا به‌طورکلی کوچک‌تر) را در دمای اتاق با رزین مخلوط کرد و ترکیب حاصل را در قالبی فولادی قرار داد تا زیر فشار شدیدِ ۲۰۰۰ psi گرم شود. این روش که تنها حدود ۳ دقیقه زمان نیاز دارد، تحت عنوان Forged Composite (FC) Technology یا کامپوزیتِ پرداخت‌شده، بنام لامبورگینی ثبت رسمی شده است. توسعه و بهبود آن ۸ سال تیم فرابولی را درگیر خود کرده و درنهایت گواهی FAA را نیز به‌دشت آورده است. جالب این‌که هم‌اکنون در بویینگ دریم‌لاینِر نیز بیش از ۱۰۰۰ قطعه فیبر کربن به همین طریق ساخته می‌شوند. درواقع وضع بدین‌گونه است که پس از تأیید نهایی فرآیند و مواد مورداستفاده، دیگر فرقی نمی‎کند که قطعات ۷۸۷ را میسازید یا یک خودرو. از طرفی در روش FC امکان ترمیم مواد بدون کاهش یکپارچگی ساختاری وجود دارد و متخصصان آزمایشگاه برای انجام این تعمیرات به اقصا نقات دنیا سفر می‌کنند.

شاسی فیبر کربنی مونوکوک آونتادور نخستین محصول آزمایشگاه در ابعاد بزرگ بود. برخلاف مدل‌های قبلی که از قطعات کامپوزیت فیبر کربن بهره می‌بردند (اولین پروتوتایپ ساختمانی کامپوزیت فیبر کربن در کونتاش اِوولوزیونه و مارچیه‌لاگو دیده شد) آونتادور همان دفعه اول از آزمایش تصادف سربلند بیرون آمد. فرابولی این هیولای خوش‌چهره را این‌گونه در یک جمله خطاب می‌کند: ایمان دارم که من و تیمم نقش بزرگی در بوجود آمدن آونتادور داشتیم، آونتادور فرزند ماست. وقتی از او درباره وزن نزدیک به ۲ تن آن می‌پرسم با حالتی خنثی می‌گوید: همه فکر می‌کنند که علت اصلی وزن زیاد، پیشرانه خودرو است. مثلاً در صنعت هواپیماسازی می‌گویند باید بدنه و بال‌ها را از مواد سبک‌وزن بسازیم؛ آنوقت برای تمامی اتصالات از تجهیزات فولادی استفاده می‌کنند! طبیعی است که وزن نهایی زیاد می‌شود. همچین چیزی در آونتادور هم اتفاق افتاده، اما وقتی با آن روبرو می‌شوند نادیده‌اش می‌گیرند.

رونمایی سِستو اِلمنتو به سال ۲۰۱۰ میلادی در نمایشگاه بزرگ پاریس نقطه عطفی برای لامبورگینی و تحقیقات فیبر کربنی وسیعش به‌حساب می‌آمد. ایده ساخت آن در پروازی از بولونا به آمریکا پیش‌آمده و طی ۴ ماه به واقعیت تبدیل‌شده است. بیش از ۸۰ درصد آن را فیبر کربن تشکیل می‌دهد. حتی بازوهای کنترلی نوین سامانه تعلیق هم فیبر کربنی اند و اولین نمونه استفاده از فرآیند FC در ساخت قطعات مکانیکی به شمار می‌روند. فرابولی در ادامه حرف‌هایش اشاره می‌کند که راه ورود این قطعات به تولید، راضی کردن آقای مائوریزیو رِجانی (Maurizio Regianni) رئیس R&D لامبورگینی است. خود رِجانی به من گفت که فیبر کربن برای ماشین حکم چربی اضافه را دارد! اما تا وقتی که در ساخت قطعات پیشرانه مورداستفاده قرار گیرد اهمیتی به آن نمی‌دهم.

صحبتم را با فرابولی از سر می‌گیرم. مجموعه‌ای از تجهیزات اتصالی پیشرانه را نشانم می‌دهد که طبق گفته‌های رِجانی لامبورگینی امیدوارد است که بتواند در مدل‌های آینده استفاده‌شان کند. اگر این قطعات حاصل از FC جوابگو باشند می‌توانیم به کاهش وزن قابل‌توجهی تا حد ۳۹ درصد نسبت به نمونه‌های فولادی دست پیدا کنیم. در جای دیگر مرا به دیدار چند مدل body-in-white می‌برد که برای نمایش ظرفیت‌های FC بسیار مناسب‌اند. امیدوارانه می‌گوید: اگر راه را پیدا کنم، خودروی بعدی لامبورگینی بدنه‌ای یک‌تکه و تماماً فیبر کربنی خواهد داشت و از شر چفت‌وبست‌های سنگین که اصلا دوستشان ندارم خلاص خواهد شد.

فیبرکربن، آینده طراحی خودروست، اگر بتوانیم سبک‌تر، قوی‌تر، کاربردی و یکپارچه‌اش کنیم دیگر تنها محدودیتمان سقف آسمان خواهد بود.

منبع: automobilemag