3D πλαίσιο για BMW S1000RR

Όλα θα μοιάζουν ίδια
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

27/4/2018

Πριν από λίγες ημέρες, η BMW έκανε μια εκδήλωση στις εγκαταστάσεις της APWork (εταιρεία στο Μονάχο που κατασκευάζει 3D εξαρτήματα για τα αεροπλάνα της Airbus) όπου παρουσίασε για πρώτη φορά μια S1000RR με αλουμινένιο πλαίσιο κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου με την μέθοδο 3D Printing.

Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιείται από τις αρχές της δεκαετίας του ’80 στην αεροναυπηγική, ενώ από το 1991 έχει γίνει μέρος της διαδικασίας κατασκευής πρωτότυπων οχημάτων του BMW Group.

Προς το παρόν, για εμπορικούς σκοπούς αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται από την BMW περισσότερο για μικρές παρτίδες παραγωγής (όπως οι αρθρώσεις του μηχανισμού της soft-top οροφής του ηλεκτρικού supercar i8 Roadster) αλλά και στην κατασκευή εξατομικευμένων εξαρτημάτων για το εσωτερικό των αυτοκινήτων της MINI, για το πρόγραμμα Mini Yours Customized και του προγράμματος BMW Individual. Η γερμανική εταιρεία επένδυσε πρόσφατα 10 εκ. ευρώ για τη δημιουργία ενός ξεχωριστού τμήματος, που θα ασχολείται αποκλειστικά και μόνο με την ανάπτυξη της συγκεκριμένης τεχνολογίας, με κύριο στόχο την βιομηχανοποίηση της σε μεγάλη κλίμακα.

Ο Udo Hänle, Υπεύθυνος Ενσωμάτωσης Παραγωγής και Πιλοτικού Εργοστασίου δήλωσε: “Η νέα μας μονάδα προσθετικής κατασκευής θα συγκεντρώσει όλες τις τεχνολογικές ειδικότητες του BMW Group στην τρισδιάστατη εκτύπωση (3D printing) κάτω από μία στέγη. Έτσι θα έχουμε τη δυνατότητα να δοκιμάζουμε νέες τεχνολογίες από νωρίς, παραμένοντας πρωτοπόροι στο χώρο”.

Επικεφαλής για την τεχνολογία 3D printing θα είναι ο Jens Ertel, ο οποίος δήλωσε ότι: “Η νέα μας μονάδα σηματοδοτεί ένα σημαντικό ορόσημο στην προσθετική κατασκευή του BMW Group. Η ομάδα θα αξιολογεί νέες και υπάρχουσες τεχνολογίες τόσο στην εκτύπωση πλαστικών και μεταλλικών εξαρτημάτων όσο και στην εξέλιξή τους σε επίπεδο μαζικής παραγωγής. Στόχος μας είναι να προσφέρουμε τη βέλτιστη τεχνολογία και αλυσίδα επεξεργασίας, είτε πρόκειται για μεμονωμένα εξαρτήματα, είτε για μικρές παρτίδες παραγωγής, ή ακόμα και για παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Στο μέλλον, θα μπορούσαμε ενδεχομένως να εντάξουμε πλήρως τη διαδικασία στις τοπικές δομές παραγωγής, για μικρές παρτίδες, ειδικές εκδόσεις χωρών και εξατομικευμένα ξαρτήματα – με την προϋπόθεση ότι θα είναι μία επικερδής λύση”.

Επίσης η BMW δεν κρύβει ότι όνειρό της είναι να εγκαταστήσει εργαλειομηχανές 3D Printing σε κάθε χώρα που έχει εμπορική παρουσία και να κατασκευάζει επιτόπου τα εξαρτήματα και τα ανταλλακτικά που χρειάζεται, καταργώντας έτσι την ανάγκη για ύπαρξη stock ανταλλακτικών και το κόστος αποθήκευσης και μεταφοράς τους από τη μία χώρα στην άλλη.

Ταυτόχρονα με το δικό της τμήμα R&D, η BMW έχει δημιουργήσει ένα ξεχωριστό τμήμα για την χρηματοδότηση Start Up εταιρειών, που ονομάζει BMW I Ventures. Μέσω αυτού, έχει ήδη αγοράσει μετοχές της αμερικάνικης εταιρείας Carbon που εδρεύει στη Silicon Valley, η οποία έχει αναπτύξει την τεχνολογία DLS (Digital Light Synthesis) και της Desktop Metal.  

Στην περίπτωση του πλαισίου και του ψαλιδιού για την S1000RR δεν έχουμε κάποια φοβερή είδηση που να προσθέτει κάτι νέο στα όσα ξέρουμε μέχρι σήμερα. Το μόνο που μπορούμε να σχολιάσουμε είναι το σχήμα του, που επιβεβαιώνει ότι η τεχνολογία 3D Printing θα επιβάλει τα “οργανικά” σχήματα. Ο λόγος είναι ότι η φύση γνωρίζει καλύτερα απ’ όλους μας με ποιον τρόπο να φτιάχνει τις πιο ανθεκτικές κατασκευές χρησιμοποιώντας τα λιγότερα και ελαφρύτερα υλικά.

Και ως απόδειξη σε αυτό τον ισχυρισμό μας, σας έχουμε φωτογραφίες με λειτουργικά δομικά εξαρτήματα που έχουν κατασκευαστεί με την τεχνολογία 3D printing μέχρι σήμερα και πόσο πολύ μοιάζουν με το πλαίσιο που παρουσίασε η BMW.

Επίσης όσοι έχετε τον χρόνο, αξίζει να παρακολουθήσετε το video από την εκπομπή του Jey Leno, που φιλοξενεί τον ιδιοκτήτη της εταιρείας Divergent3D και εξηγεί με απλό τρόπο τις δυνατότητες και τα προβλήματα της χρήσης 3D Printing στην κατασκευή εξαρτημάτων ευρείας παραγωγής:

  

Πατέντα Kawasaki για τροφοδοσία με υγροποιημένο υδρογόνο - Ο πεντακύλινδρος κινητήρας του H2 HySE

Οι Ιάπωνες επιμένουν πως το υδρογόνο είναι προτιμότερη λύση από τις μπαταρίες
kawasaki h2 hyse
Από τον

Σπύρο Τσαντήλα

27/4/2026

Σε ένα από τα ισχυρότερα αναχώματα στην προτεινόμενη λαίλαπα της βεβιασμένης Ηλεκτροκίνησης εξελίσσεται η χρήση υδρογόνου ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι Ιάπωνες πρωτοπορούν στο θέμα αυτό, έχοντας στήσει εδώ και μερικά χρόνια την κοινοπραξία HySE με συμμετοχή των περισσότερων κατασκευαστών μοτοσυκλετών και αυτοκινήτων της χώρας.

Η Kawasaki είναι μια από τις πιο δραστήριες εταιρείες στον τομέα αυτόν, όσον αφορά στη Μοτοσυκλέτα τουλάχιστον, έχοντας ήδη παρουσιάσει το λειτουργικό πρωτότυπο H2 HySE που έκανε γύρους επίδειξης στις πίστες των Le Mans και Suzuka στα περιθώρια των αγώνων Endurance σε Γαλλία και Ιαπωνία πέρυσι.

kawasaki-h2-hyse

Αυτό το φουτουριστικό πρωτότυπο ωστόσο επιδεικνύει με μια ματιά το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία υδρογόνου: την αποθήκευσή του. Οι γιγάντιες βαλίτσες του H2 HySE είναι απαραίτητες για να φιλοξενήσουν κάμποσα κάνιστρα υδρογόνου υπό πολύ υψηλή πίεση μα, ακόμη κι έτσι, η αυτονομία της μοτοσυκλέτας αυτής φέρεται να είναι ακόμη μη ανταγωνιστική συγκριτικά με μιας βενζινοκίνητης.

Η χρήση αερίου υδρογόνου έχει τα προβλήματά της, γι’ αυτό στο Akashi εξετάζουν ως λύση το υγροποιημένο υδρογόνο, καθώς έτσι θα μπορεί να χωρέσει περισσότερο στη μοτοσυκλέτα. Αυτό ακριβώς είναι και το αντικείμενο της πιο πρόσφατης ευρεσιτεχνίας που κατοχύρωσε η Kawasaki στην Ιαπωνία.

kawasaki-h2-hyse
Η ευρεσιτεχνία της Kawasaki μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τύπους κινητήρων, όπως λ.χ. σε έναν V8 που θα μοιάζει με V10

Στο σχέδιο βλέπουμε έναν κινητήρα που μοιάζει πεντακύλινδρος σε σειρά, ωστόσο στην πραγματικότητα είναι τετρακύλινδρος – ως ήταν εξαρχής ο κινητήρας του H2 HySE με τον υπερσυμπιεστή. Μόνο που ο ακριανός κύλινδρος στη δεξιά πλευρά του κινητήρα δεν λειτουργεί όπως οι υπόλοιποι τέσσερεις και αντί να ωθεί τον στρόφαλο, παίρνει κίνηση απ’ αυτόν για να αντλήσει καύσιμο.

Εξηγούμαι αναλυτικότερα, γιατί τα νούμερα που συνοδεύουν την πατέντα της Kawasaki έχουν ιδιαίτερο τεχνικό ενδιαφέρον.

Στα χαρτιά, το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τη βενζίνη ανά μονάδα μάζας. Αυτό σημαίνει πως ένα κιλό υδρογόνου έχει περίπου τριπλάσια αποθηκευμένη ενέργεια από ένα κιλό βενζίνης. Αν όμως μιλήσουμε για ενέργεια ανά μονάδα όγκου, τότε η κατάσταση αντιστρέφεται ραγδαία, καθώς στον ίδιο όγκο η (υγρή) βενζίνη έχει ασύγκριτα περισσότερη ενέργεια από το (αέριο) υδρογόνο. Ενδεικτικά, αναφέρει πως ακόμη κι αν συμπιέσουμε το υδρογόνο στα 700 bar (πάνω από 10.000 psi), στο ίδιο όγκο η βενζίνη έχει εξαπλάσια ενέργεια αποθηκευμένη.

kawasaki-h2-hyse

Και το πρόβλημα στη μοτοσυκλέτα είναι πως ο δεσμευτικός παράγοντας δεν είναι τόσο το βάρος, όσο ο διαθέσιμος χώρος για αποθήκευση του υδρογόνου, δηλαδή ο όγκος.

Η ιδέα της Kawasaki είναι προφανέστατη: το υγροποιημένο υδρογόνο απαιτεί πολύ μικρότερο όγκο για την αποθήκευσή του, άρα θα μπορούμε να φορτώσουμε μεγαλύτερη ποσότητα στη μοτοσυκλέτα χωρίς να απαιτεί βαλίτσες σε μέγεθος μικρής καλύβας. Μόνο που δεν είναι τόσο απλό το θέμα.

Το υγροποιημένο υδρογόνο έχει τα δικά του προβλήματα. Πρώτον, πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να μην εξαερωθεί, άρα το δοχείο αποθήκευσής του θα πρέπει να είναι άριστα μονωμένο για να διατηρεί το υδρογόνο σε υγρή φάση.

​ kawasaki h2 hyse
Στο σχέδιο της Kawasaki το υγρό υδρογόνο ψεκάζεται μέσω δύο μπεκ τόσο απευθείας στον θάλαμο καύσης (29) όσο και στην εισαγωγή του αέρα (28)

Μετά προκύπτει ένα θέμα με την πίεση που δεν θα έχουμε πλέον στο δοχείο του. Στα 700 και 1000 bar, μόλις ανοίξει δίοδος στο κύκλωμα τροφοδοσίας το αέριο θα εκτοξευτεί με μεγάλη πίεση. Δεν θα συμβεί το ίδιο με το υγρό όμως, οπότε τώρα χρειαζόμαστε τρόμπες για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη πίεση στη γραμμή τροφοδοσίας.

Η προτεινόμενη λύση της Kawasaki στο θέμα είναι ένα δίδυμο από αντλίες, μια παραδοσιακή σαν αυτή που έχουν οι περισσότεροι κινητήρες της αγοράς ήδη για τη βενζίνη και μια δεύτερη την οποία στα σχέδια των Ιαπώνων υποδύεται το πέμπτο πιστόνι στον τετρακύλινδρο κινητήρα. Η Kawasaki λέει πως αυτός ο έξτρα κύλινδρος μπορεί να δημιουργήσει πίεση τουλάχιστον 1500 psi για να οδηγήσει το υγρό υδρογόνο στον θάλαμο καύσης.

Τα παραπάνω προφανώς και δεν λύνουν όλα τα ζητήματα της Υδρογονοκίνησης, αλλά αν μη τι άλλο δείχνουν πως οι Ιάπωνες επιμένουν πολύ ζεστά στο θέμα. Η Kawasaki μάλιστα δείχνει πολύ πρόθυμη να αναλάβει ρόλο πρωτοπόρου, καθώς εκτός από τη μοτοσυκλέτα κι ένα UTV που θα φορέσει τον ίδιο κινητήρα, έχει αναλάβει να εξελίξει ένα πλοίο ειδικά σχεδιασμένο για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου, το οποίο υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του 2026.

​ kawasaki h2 hyse

Αυτή τη στιγμή πάντως δεν είμαστε ακόμη κοντά στο σημείο που το υδρογόνο μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο και τη βενζίνη στις μεταφορές, ειδικά όταν βάλουμε στην εξίσωση και όλους τους χωροταξικούς περιορισμούς που ισχύουν στα δίκυκλα. Πλησιάζουμε όμως και η δουλειά που κάνει η κοινοπραξία HySE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή τεχνολογικής καινοτομίας.

Μετά, θα απομένει το πιο δύσκολο βήμα απ’ όλα: το δίκτυο ανεφοδιασμού, το πρόβλημα που πια ξεφεύγει από τον έλεγχο των εργοστασίων και της επιστήμης για να κυλιστεί στη λάσπη πολιτικών και επιχειρηματικών λογικών.