Zakład przyszłości - z wizytą w fabryce BMW w Lipsku
Cisza, spokój, czystość – te określenia idealnie pasują nie tylko do luksusowego sanatorium, hotelu ze SPA czy nowoczesnej biblioteki publicznej, ale również fabryki samochodów BMW w Lipsku. Niemiecki zakład wyróżnia się na świecie także niespotykanymi nigdzie indziej technologiami produkcji oraz niezwykłą dbałością o środowisko naturalne. FLEET był jedną z kilku redakcji zaproszonych na poznanie tego unikalnego zakładu.
Na przełomie 1999-2000 roku BMW opracowało nową strategię rozwoju, w której jednym z najważniejszych punktów było utworzenie nowego zakładu produkcyjnego w Europie. Koncern z Bawarii brał pod uwagę lokalizację zakładu w Schwerinie, Lipsku lub Augsburgu w Niemczech, oraz w czeskim Kolinie i francuskim Arras. W 2001 roku podjęto decyzję o budowie zakładu produkującego nową gamę modeli BMW w Lipsku. Fabryka została otwarta w 2005 roku zatrudniając na początku ok. 2500 osób. Koszt tej inwestycji sięgnął ok. 1,2 mld euro. Obecnie wytwarzane są tam 5-drzwiowa wersja BMW serii 1, BMW serii 2 coupe oraz cabrio oraz minivan 2 Active Tourer. Ale nie ta część zakładu BMW jest najciekawsza. (...)
Kilka lat temu koncern BMW postanowił z przytupem zaistnieć w segmencie luksusowych aut elektrycznych i hybrydowych. Bawarska marka zdecydowała się na rozwój produkcji takich modeli, ale przy wykorzystaniu nietuzinkowych metod wytwarzania oraz nowoczesnych i lekkich materiałów, dzięki którym udałoby się wyraźnie obniżyć masę pojazdów, w celu zrekompensowania wagi dodatkowych elementów układu elektrycznego. Producentowi zależało aby samochody uczynić bardziej użytecznymi niż konstrukcje rywali wykorzystujące nadwozia ze stali. W konstrukcji zastosowano zatem aluminiowe podwozie z zawieszeniem i kompletnym układem napędowym (moduł Drive), który sklejono z lekkim i wytrzymałym szkieletem z CFRP, czyli tworzywa wzmacnianego włóknem węglowym (moduł Life).
Nie tylko same pojazdy są nowoczesne, ale i specjalnie zaprojektowany do ich budowy drugi zakład produkcyjny w Lipsku pełen jest innowacyjnych technologii wytwórczych. Producent w sposób kompleksowy przemyślał cały proces produkcji samochodów elektrycznych serii i. Bardzo ważnym celem dla marki było ograniczenie szkodliwego wpływu, jaki proces produkcji wywiera na środowisko naturalne, skupiając się tym samym na takich aspektach, jak dostarczanie energii, zużycie wody, wydalanie rozpuszczalników i zarządzanie odpadami. I co ważne, dotyczy to nie tylko zakładu w Lipsku, ale całej sieci dostawców, poczynając od tych zajmujących się wydobyciem i wytwarzaniem surowców do produkcji aut.
W powstałym w Lipsku centrum produkcji samochodów elektrycznych i hybrydowych we wrześniu 2013 roku rozpoczęto wytwarzanie modelu i3, a w maju 2014 roku dołączyło sportowe coupe i8. Koszt budowy tej nowoczesnej części zakładu pochłonął 400 mln euro a znalazło w niej zatrudnienie kolejne 800 osób. Codziennie zakład opuszcza ok. 100 szt. i-trójek oraz ok. 20-25 egzemplarzy BMW i8.
Pierwszy etap produkcji BMW serii i rozpoczyna się wiele tysięcy kilometrów od zakładu w Lipsku, czyli w fabryce Moses Lake w stanie Washington, gdzie wytwarzane są włókna węglowe. Fabryka ta zarządzana jest przez SGL Automotive Carbon Fibers (ACF), spółkę joint venture BMW i SGL Group. Wybór Moses Lake jest nieprzypadkowy. BMW budując sieć dostawców stawiało na firmy gwarantujące jak najmniejszy negatywny wpływ na środowisko. Z kolei do produkcji włókien węglowych wymagane są temperatury ok. 1300 C, a ich osiągnięcie wymaga ogromnych ilości energii. Amerykański zakład, jako jedyny na świecie, korzysta z energii wytworzonej w 100% ze źródeł odnawialnych (hydroelektrownie), dzięki czemu BMW zawiązało z nimi współpracę. Włókna węglowe, które są siedmiokrotnie cieńsze niż ludzki włos (0,007 mm), są układane na sobie i przeplatane włóknem szklanym, które służy do ich stabilizacji. Tak powstają warstwy materiału o grubości 3 mm, które są cięte i wysyłane do Niemiec. (...)
Następnie płaty włókna węglowego trafiają do fabryki w Wackersdorf, gdzie są one tłoczone, podgrzewane i przetwarzane są na karbonowe laminaty. Po pocięciu i ułożeniu w stosy trafiają one do fabryk w Landshut i Lipsku, gdzie wytwarza się z nich elementy karoserii. W pierwszym zakładzie powstają elementy nadwoziowe dla BMW i8, a w drugim dla i3. Laminaty są poddawane procesowi wtryskiwania żywicy. Zostają one w ten sposób utwardzone. W zakładzie w Landshut powstają również tablice przyrządów dla BMW i3 oraz silniki elektryczne do pojazdów serii i. Obecnie, około 10 procent włókien węglowych wykorzystywanych w BMW i3 to materiał pochodzący z recyclingu.
Równolegle w zakładzie w Dingolfing budowane są moduły nośne Drive dla modeli i3 oraz i8. (...) W specjalnej aluminiowej ramie podwozia umieszcza się zawieszenia, silniki, akumulatory oraz rozwiązania odpowiadające za bezpieczeństwo podczas zderzenia. Dostawcy BMW gwarantują, że 50% aluminium wykorzystywanego do budowy modułów Drive pochodzi z odzysku, ale producent chce aby ten poziom był o wiele wyższy.
Modele i3 oraz i8 nabierają ostatecznych kształtów w fabryce w Lipsku. W tamtejszym zakładzie znajdują się dwie oddzielne, równoległe linie produkcyjne dla BMW i3: jedną dla modułu Life, drugą dla Drive, oraz linia montażowa modelu i8. Na linii gdzie wytwarzany jest moduł Life z poszczególnych elementów z CFRP sklejana jest w sposób w pełni zautomatyzowany klatka pasażerska. Aby skrócić czas montażu elementów nadwozia producent zastosował nowatorskie kleje, które schną w półtorej minuty i po półtorej godziny uzyskują pełną wytrzymałość. To dziesięć razy szybciej niż w przypadku tradycyjnego procesu spajania. Fabryka BMW w Lipsku jest jedynym zakładem motoryzacyjnym na świecie, w którym wytwarza się i łączy komponenty z włókna węglowego oraz plastiku wzmacnianego karbonem (CFRP) na skalę przemysłową. (...)
Po zbudowaniu szkieletu moduł Life jest uzbrajany w kolejne elementy, tj. wyposażenie wnętrza, szyby, drzwi i elementy nadwozia. Następnie dochodzi do połączenia klatki z CFRP z modułem Drive.
Koncepcja budowy pojazdu z dwóch modułów oraz zastosowanie CFRP pozwala na skrócenie czasu produkcji o połowę (do 20 godzin) w porównaniu z wymaganiami dla auta montowanego na konwencjonalnej linii produkcyjnej. Wynik ten zawdzięczamy równoległym procesom montażowym oraz faktowi, że struktura CFRP obejmuje o wiele mniej komponentów. Podstawową formę modułu Life tworzy około 150 części, czyli ok. 1/3 mniej niż w konstrukcjach stalowych.
Budowa części zakładu, w której powstają modele gamy "i" nie wymagała tak dużych inwestycji jak klasyczna fabryka. Producent nie poniósł więc wysokich kosztów związanych z zakupem, montażem i wykorzystaniem spawalni i pras tłoczących elementy nadwozia oraz budowy lakierni. Te działy są zwyczajnie zbędne. Wreszcie procesowi wytwarzania pojazdów nie towarzyszą iskry i ogromny hałas. Brak energochłonnych urządzeń znanych z klasycznych zakładów sprawia, że zapotrzebowanie fabryki na energię jest o połowę mniejsze. Na obniżenie energochłonności wpływa też specyficzna budowa hali fabrycznej, która w jak największym stopniu jest oświetlana naturalnym światłem. Z kolei układ wentylacji wykorzystuje naturalne przepływy powietrza z zewnątrz. System wentylacji nie wymaga przy tym stosowania dodatkowych wentylatorów lub układu klimatyzacji. (...)
W hali produkcyjnej modeli serii i nie znajdziemy też tradycyjnej lakierni. W lipskim zakładzie wykorzystuje się metodę odseparowywania warstw lakieru na sucho, co nie prowadzi do powstawania ścieków, a zużycie energii jest o jedną czwartą mniejsze, niż w przypadku konwencjonalnych lakierni. Równocześnie mniejsze o 70% niż w tradycyjnej lakierni jest zużycie wody. Niewielkie zapotrzebowanie zakładu na prąd sprawia, że energię dla tej fabryki są w stanie wytworzyć cztery turbiny wiatrowe zainstalowane na miejscu.
Fabryka BMW w Lipsku jest dowodem na to, że produkcja na masową skalę elementów z tworzyw CFRP i włókna węglowego, jako zamienników konwencjonalnej stali i aluminium w konstrukcji nadwozi, jest proste i względnie niedrogie. Co prawda materiały te są wyraźnie droższe niż klasyczna stal i aluminium (1 kg włókna węglowego to koszt od ok. 200 zł), jednak przykład BMW oznacza, że są one już poważną propozycją dla przemysłu motoryzacyjnego. (...)
Więcej przeczytacie Państwo we wrześniowym numerze magazynu FLEET.
PD
Szanowni Państwo,