McLaren, Bcomp menggunakan serat komposit alami di kursi balap F1

Menurut McLaren yang berbasis di Inggris, terobosan perintis baru-baru ini yang selanjutnya dapat mengubah olahraga motor dan seterusnya, adalah kursi balap serat alami, yang dianggap sebagai suku cadang mobil Formula Satu (F1) pertama yang dibuat dari serat tekstil terbarukan.

Berkolaborasi dengan produsen ringan berkelanjutan Bcomp (Fribourg, Swiss), kursi balap baru yang dibuat untuk Carlos Sainz dan Lando Norris dikatakan mengoptimalkan sifat mekanik serat rami melalui arsitektur kain, mengembangkan kursi dengan kekuatan dan kekakuan yang dibutuhkan, tetapi dengan CO 75% lebih rendah₂ jejak kaki dibandingkan dengan rekan serat karbonnya. Demikian pula, dibandingkan dengan pengenalan mobil pertama dengan sasis monokok serat karbon — McLaren MP4/1 Mobil balap Formula Satu (F1) pada tahun 1981, yang konon sangat memengaruhi desain mobil balap hingga hari ini — serat rami jauh lebih murah, mengurangi getaran, meningkatkan keselamatan, dan merupakan alternatif yang lebih berkelanjutan.

“Penggunaan komposit serat alami adalah contoh terbaru dari inovasi bahan komposit perintis di McLaren,” jelas kepala tim McLaren F1 Andreas Seidl. “Solusi ini tidak hanya memberikan kinerja yang setara dengan serat karbon, tetapi juga mewakili langkah maju lainnya dalam program keberlanjutan kami yang terus berkembang, sekaligus menggarisbawahi komitmen kami untuk membantu F1 mewujudkan strategi keberlanjutan yang ambisius menjadi tindakan.”

“Selama beberapa dekade, F1 telah menjadi laboratorium inovasi untuk teknologi yang telah mengubah tidak hanya motorsport, tetapi juga industri otomotif dan seterusnya,” tambah direktur teknis McLaren F1 James Key. “Olahraga ini harus terus mengembangkan opsi yang semakin ramah lingkungan, dan pengembangan serta penerapan komposit serat alami kami adalah contoh bagaimana kami mempercepat perjalanan ini, serta evolusi berkelanjutan menuju mobilitas yang lebih bersih.”

Terutama digunakan dalam produksi linen, McLaren mencatat bahwa rami adalah tanaman yang sangat serbaguna. Selanjutnya, rami adalah CO₂ -bahan baku netral dan seratnya dapat terurai secara hayati. Di akhir masa pakai kursi, misalnya, kursi dapat digiling menjadi bahan dasar baru atau didaur ulang secara termal tanpa limbah sisa, daripada berakhir di tempat pembuangan akhir.

Terinspirasi oleh urat tipis di bagian belakang daun, teknologi powerRibs milik Bcomp dikatakan menyediakan struktur grid 3D di satu sisi kursi, yang kemudian digunakan untuk memperkuat kain penguat serat rami pintal dan anyaman Bcomp, ampliTex. Dibuat dengan memuntir serat rami untuk membentuk benang tebal, powerRibs dikatakan bertindak sebagai tulang punggung kain rami ampliTex yang terikat padanya.

Menurut tim F1 McLaren, desain kursi serat karbon asli direkayasa ulang oleh Bcomp, dan desain baru dioptimalkan dan diproduksi oleh McLaren. Kursi tersebut kemudian dijalankan dalam pengujian pra-musim tanpa masalah.

“Keberlanjutan dan dekarbonisasi adalah masalah global, dan sungguh luar biasa melihat motorsport merangkul alternatif karbon, membuka jalan untuk adopsi luas dalam aplikasi mobilitas skala besar,” kata CEO dan salah satu pendiri Bcomp Christian Fischer, menggemakan sentimen tim McLaren. “McLaren selalu menjadi pelopor dalam olahraga ini, baik dari segi komposit maupun keberlanjutan. Rasanya seperti pasangan yang sempurna dan suatu kehormatan besar untuk berkolaborasi dengan merek yang begitu prestisius.”

Jadi, mengapa McLaren memulai dengan mengubah serat alami menjadi kursi balap yang ringan dan berkelanjutan, dibandingkan dengan bagian lain dari mobil?

Menurut tim, mereka melihat peluang yang jelas untuk menggunakan teknologi di area mobil ini berdasarkan peraturan teknis F1 saat ini. Sejak 2019, kata tim McLaren, bobot pengemudi minimal 80 kilogram telah diamanatkan. Selain itu, jika berat pengemudi kurang dari itu, pemberat harus digunakan untuk mengangkatnya ke berat minimum. Namun, alih-alih membiarkan pemberat ini ditempatkan di area lain dalam mobil, yang dapat meningkatkan distribusi bobot, pemberat ini harus ditempatkan di area langsung kursi pengemudi.

“Dengan diperkenalkannya peraturan baru pada tahun 2019, kursi sekarang menjadi bagian dari anggaran berat pengemudi, jadi hasilnya direkayasa secara berlebihan,” jelas insinyur komposit utama McLaren F1 Steve Foster. “Dan dengan Carlos dan Lando masing-masing berbobot 72 kilogram dan 68 kilogram, ada banyak ruang untuk melakukan itu. Artinya, jika perlu, ada margin untuk menggunakan bahan bio-komposit tambahan untuk memastikan kekuatan dan kekakuan yang cukup pada komponen yang sangat penting bagi keselamatan ini.”

Kekuatan dan kekakuan yang cukup ini, tambah McLaren, disebabkan oleh struktur tubular dari serat rami, yang dikatakan memberikan kepadatan rendah dan kekakuan tinggi, memberikan peluang untuk mengurangi bobot sekaligus meningkatkan peredam getaran, serta ketahanan terhadap kerusakan, torsi. dan kompresi. Tim menambahkan bahwa serat rami jauh lebih ringan, 9% lebih ringan daripada bahan karbon yang setara.

“Dan ketika kami mengatakan 'lebih baik secara signifikan,' yang kami maksudkan lima kali lebih baik berkat kain rami ampliTex dan teknologi powerRibs Bcomp," kata tim tersebut. Penyerapan getaran dan ketahanan benturan yang lebih besar membuat bahan serat alami sangat cocok digunakan di kursi pengemudi. Ini meningkatkan kenyamanan dan mengurangi getaran di kokpit, yang dapat menimbulkan efek melelahkan pada pengemudi, terutama pada jarak balapan dan khususnya di sirkuit dengan trotoar yang agresif.

Peningkatan keamanan serat rami semakin membuatnya menjadi peningkatan di mata McLaren. Dikatakan bahwa ketika pecah, tidak seperti serat karbon, ia tidak rentan terhadap patah getas dan pecah. “Komposisi ampliTex dan powerRibs tidak begitu rapuh, dan saat masih pecah, puing-puing yang lebih lembut tetap melekat pada struktur utama dengan bantuan powerRibs, yang membantu menghilangkan energi,” jelas Fischer. Perilaku patah ulet dikatakan menjanjikan dalam aspek lain dari mobil balap F1, termasuk pelat ujung sayap depan dan lantai, karena dapat mengurangi serpihan dan risiko tusukan selama tabrakan di trek.

Selanjutnya, dengan batasan anggaran yang akan diperkenalkan pada tahun 2021, banyak tim F1 perlu mengurangi biaya sambil mempertahankan dan meningkatkan kinerja. Tim harus bekerja lebih cerdas, kata tim McLaren, dan dengan solusi Bcomp yang mengurangi biaya bahan baku hingga 30% dibandingkan dengan serat karbon tradisional, penghematan biaya yang signifikan dapat menghemat anggaran untuk mengeksplorasi cara lain untuk meningkatkan kinerja mobil. .

“Di mana kami melihat potensi signifikan ada di area non-kritis, semi-struktural mobil, seperti kursi pengemudi, serta di luar mobil,” kata Fischer. Dan itu yang terakhir, ungkap Foster, di mana ruang lingkup langsung untuk adopsi lebih lanjut dari komposit serat alami benar-benar terletak:“Bila digunakan secara cerdas, serat rami mengurangi berat dan biaya, sambil mempertahankan dan, dalam beberapa kasus, bahkan meningkatkan kinerja. Ada berbagai kemungkinan aplikasi di luar mobil itu sendiri, termasuk roda gigi pit, panel truk, kotak pengepakan, dudukan pengatur waktu, dan alat cetakan.”

Dengan begitu banyak aplikasi potensial, kata tim McLaren, kursi balap komposit serat alami hanyalah permulaan. “Kursi ini merupakan langkah awal keberhasilan penerapan komposit serat alam di F1,” tutup Seidl. “Dengan bekerja sama dengan Bcomp, kami dapat mengidentifikasi komponen lain yang dapat kami ganti dengan alternatif berkelanjutan yang memiliki bobot dan kinerja setara. Tidak ada peluru perak dalam perlombaan untuk menjadi netral karbon. Sebaliknya, kita harus terus mengevaluasi setiap elemen mobil dan operasi kita untuk mengidentifikasi cara kita dapat meningkatkan kinerja, mendorong efisiensi, dan mengurangi dampak lingkungan.”