Вся история автомобиля – это постоянные поиски новых материалов. Взять хотя бы кузов. Из чего его только ни делали – использовали и дерево, и сталь, и алюминий, и различные пластики! Но поиски все равно продолжаются. Из чего же делают кузова сейчас?
 |
|
Вся история автомобиля – это постоянные поиски новых материалов. Взять хотя бы кузов. Из чего его только ни делали – использовали и дерево, и сталь, и алюминий, и различные пластики! Но поиски все равно продолжаются. Из чего же делают кузова сейчас? |
Изготовление кузовов – пожалуй, один из самых сложных процессов в создании автомобилей. Завод (или цех) по производству кузовов занимает площадь около 400000 м кв. и стоит около миллиарда долларов. Для кузова нужно изготовить более сотни отдельных частей, а затем соединить их в одну конструкцию, которая будет готова принять в себя всю начинку современного автомобиля. Конструкторам все время приходится идти на компромиссы, искать новые материалы и технологии изготовления, чтобы кузов был легким, прочным, безопасным и дешевым. Рассмотрим преимущества и недостатки основных современных кузовных материалов.
| Сталь |
|
|
|
| Все идет в дело |
|
|
|
| Алюминий |
|
 Для серийного изготовления автомобильных кузовов алюминиевые сплавы используются относительно недавно, хотя впервые их применили в 30-е годы прошлого столетия. Из алюминия можно сделать как весь кузов, так и отдельные детали (каркас, капот, крышку багажника, двери). Начальный этап в основном такой же, как и при изготовлении стальных кузовов. Детали штампуются из листового алюминия, затем собираются в единую конструкцию. Используется сварка в среде аргона, соединения на заклепках или с применением специального клея, лазерная сварка. Кроме этого, кузовные панели могут крепиться к стальному каркасу, изготовленному из труб различного сечения.
|
|
 |
Кузова легче стальных при равной прочности |
|
Возможно изготовление деталей любой формы |
|
Легче обрабатывается |
|
Стоимость технологических процессов обработки ниже |
|
Высокая стойкость к коррозии (подвержен только электрохимической коррозии) |
|
Проще вторичная переработка |
|
 |
Требуются дорогостоящие способы соединения деталей и специальное оборудование |
|
Ниже ремонтопригодность |
|
Дороже стали, так как энергозатраты при его производстве намного выше |
|
|
|
|
| Термопласты |
|
К этому виду пластических материалов (в отличие от термореактивных) относят те из них, которые при повышении температуры переходят в жидкое состояние и становятся текучими. Широкому кругу автомобилистов эта разновидность пластика знакома по бамперам, деталям обшивки салона и другим элементам кузова.
Специалисты DaimlerChrysler предложили использовать для изготовления кузовов полиэтилентерафталат, из которого делают пластиковые бутылки. Разработана технология производства, суть которой заключается в следующем. Расплавленная масса пластика впрыскивается в форму под давлением 482 атмосферы. Через две минуты форма разъединяется, и после остывания получается крупная кузовная панель. Отдельные панели соединяются в цельную конструкцию специальным клеем. Кузов не нуждается в дополнительной окраске, обладает высокой антикоррозионной стойкостью. Нити каркаса, заложенные прямо в литьевую форму, обеспечивают необходимую прочность и энергоемкость панелей.
|
|
|
Кузов легче стального |
|
Стоимость подготовки производства и самого производства меньше по сравнению со стальными и алюминиевыми кузовами (не нужны штамповка деталей, сварочное, гальваническое и окрасочное производства) |
|
Меньше затраты энергии при переработке |
|
|
Необходимы большие и дорогостоящие литьевые машины |
|
Сложный ремонт при повреждениях, иногда единственный выход – замена детали целиком |
|
|
|
|
| Стеклопластик |
|
Под общим названием «стеклопластик» будем иметь в виду какой-либо волокнистый наполнитель, пропитанный полимерными термореактивными смолами. Наиболее известные наполнители – стеклоткань, карбон (группа углепластиков представляет из себя сеть из переплетенных под определенными углами углеродных волокон, пропитанную специальными смолами), кевлар (синтетическое полиамидное волокно. Отличается небольшим весом, негорючее, устойчивое к высоким температурам, по прочности на разрыв в несколько раз превосходит сталь) и волокна растительного происхождения. Технология изготовления кузовных деталей напоминает выклейку игрушек из папье-маше. Слои наполнителя укладывают в специальные матрицы, пропитывают синтетической смолой и оставляют на определенное время для ее полимеризации. Существует несколько вариантов изготовления кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружные панели из пластика, установленные на стальной или алюминиевый каркас, и даже сплошной кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами. Учитывая особенности технологии (длительность полимеризации, большая доля ручного труда), стеклопластик в серийных автомобилях используется редко, хотя отдельные элементы из него и даже наружные панели изготавливались и продолжают изготавливаться. В последнее время получил распространение карбон, причем не только для кузовов автомобилей Формулы-1, но и тюнинга серийных машин. Одна из новинок – использование натуральных волокон абаки (банана), отличающихся чрезвычайно высокой прочностью. Волокна абаки используются в сочетании с полипропиленом.
|
|
|
Минимальный вес при высокой прочности кузова |
|
Большие размеры кузовных деталей |
|
Относительно простое изготовление деталей сложной формы |
|
Превосходные декоративные качества поверхности деталей, позволяющие отказаться от покраски (для карбона) |
|
|
Высокая цена некоторых наполнителей (карбон, кевлар) |
|
Длительное время изготовления деталей |
|
Высокие требования к чистоте и точности форм |
|
Сложный ремонт при повреждениях, иногда единственный выход – замена детали целиком |
|
|
|
|
| Требования к материалам для изготовления автомобильных кузовов |
 |
Высокая прочность |
|
Энергоемкость (способность поглощать энергию удара при столкновении) |
|
Технологичность (возможность изготавливать детали сложной формы с минимальным количеством операций) |
|
Минимальная масса кузова (чем ниже масса, тем меньше расход горючего и количество вредных выбросов) |
|
Коррозионная стойкость |
|
Ремонтопригодность |
|
|
|
Александр Ландарь
Фото фирм-производителей
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
)
)
)
)
)
)
)
)