Упомяните пластиковые автомобили, и большинство людей вспомнит дырявый, скрипучий и потрескавшийся кузов, столь характерный для автомобилей из стекловолокна 1960-х годов.
Где используется пластик
Пластик по-прежнему имеет плохой имидж даже сегодня, поскольку он больше связан с хлипкими игрушками, чем с передовыми технологиями автомобильной промышленности. Но пластмассы все чаще используются в производстве автомобилей, в основном из-за стремления снизить вес для снижения расхода топлива и большей экономии.
В течение многих лет проблема заключалась в том, что пластмассы недостаточно прочны, чтобы их можно было использовать без армирования. Теперь ситуация меняется, и более сложные композитные материалы вытесняют простой пластик. Эти новые материалы вносят изменения в конструкцию и производственные процессы, но, прежде всего, обеспечивают большую экономичность при вождении.
При реакционном литье под давлением два типа жидкого пластика впрыскиваются одновременно. Они вступают в химическую реакцию и затвердевают внутри формы. Процесс очень быстрый, для заполнения каждой панели требуется всего около 90 секунд.
Крылья и крылья Reliant Scimitar SS1 сделаны таким же образом, но они имеют дополнительную доработку — сначала в форму укладывается мат из стекловолокна, а вокруг него выдавливается жидкий пластик. Усиленные реактивные литьевые формы (RRIM) можно сделать очень гибкими, сохраняя при этом высокую прочность.
Стекловолокно, более правильно известное как GRP, что означает армированный стекловолокном полиэстер, сочетает в себе легкость и прочность. Вес на вес, стекловолокно намного прочнее стали, поэтому панели можно сделать легче. В течение многих лет он был единственным пластиковым материалом, используемым для изготовления конструкционных деталей автомобилей, и до сих пор широко используется.
В кузове из стекловолокна матирование из стекловолокна используется для усиления панели из полиэстера или эпоксидной смолы. Полученный материал относительно жесткий, но все же имеет достаточную «податливость», чтобы выдерживать удары на низкой скорости. В 1950-х годах производители начали использовать этот материал для кузовов автомобилей. Первым автомобилем с кузовом из стекловолокна был Chevrolet Corvette 1957 года, но под ним по-прежнему использовалось обычное стальное шасси для придания прочности.
В следующем году Lotus представила оригинальный Elite — первый в мире цельностеклянный монокок. У него не было стального шасси, а двигатель, коробка передач и подвеска крепились болтами прямо к корпусу из стекловолокна. Среди автомобилей, выпускаемых в настоящее время с такой конструкцией, — Midas, малосерийный специализированный автомобиль, в котором большая часть ходовой части унаследована от BL Mini и Metro.
В качестве альтернативы стали конструкция из стекловолокна имеет значительные преимущества. Несмотря на гораздо большую толщину, конструкция легкая, и ржавчина уходит в прошлое (за исключением случаев, когда она прикручена к металлу). Для производителя затраты на инструменты ниже, чем при изготовлении автомобилей из стали, поскольку обычно не требуются большие прессы.
Несмотря на преимущества, автомобили из стекловолокна производились только мелкими производителями, которых обычно привлекала низкая стоимость инструментов. Для массового производства это никогда не было жизнеспособным предложением. Производство идет относительно медленно, так как каждая секция тела требует отверждения в течение пары часов. С другой стороны, производство автомобильных кузовов из стали принесло гораздо больше инвестиций и разработок.
С момента появления стекловолокна использование пластмасс и других композитов прошло долгий путь, а такие методы, как реакционное литье под давлением, позволяют значительно ускорить производственный цикл.
Большинство производителей в настоящее время используют пластик для изготовления бамперов своих автомобилей. На заре пластики молдинг бампера представлял собой цельный кусок уродливого толстого пластика (полипропилена или термопластика) черного или серого цвета, обычно с металлическим армированием сзади, чтобы обеспечить достаточную прочность и устойчивость к провисанию.
Бамперы Rover 800
В настоящее время прочность, скорее всего, исходит от литых коробчатых секций:в качестве основы используется кусок легкого пенопласта, вокруг которого отливается остальная часть бампера. Пена сама по себе не обладает реальной прочностью, но когда она используется в качестве прокладки, она превращает пластик в прочную «полую» секцию. Rover изготавливает бамперы для 800-й серии таким образом, но Lotus усовершенствовала эту технологию до такой степени, что они могут использовать ее для основных структурных частей кузова своих автомобилей. Стальные детали также могут быть отлиты для локального усиления дверных петель или замков, а также для защитных деталей, таких как дверные балки и дуги безопасности.
Многие производимые автомобили с пластиковыми кузовами в настоящее время используют разные типы пластика для разных деталей. Бамперы должны быть деформируемыми, чтобы поглощать удары, и эластичными, чтобы избежать необратимых повреждений, поэтому они изготавливаются из различных специально модифицированных пластиков с некоторыми резиноподобными свойствами (таких как полипропилен или модифицированный термопластичный полиэстер). Для таких панелей, как крышка багажника, лучше использовать более жесткий материал, например достаточно толстое стекловолокно или армированный полиэстер холодного отжима, чтобы водитель чувствовал твердость при ударе по ней.
Дизельный картер Maestro
Использование множества различных материалов легко устроить, если корпус состоит из нескольких различных частей, привинченных к центральной конструкции, но Lotus, чьи корпуса состоят из двух основных частей, ухитряются комбинировать несколько разных материалов в одной отливке. В автомобилях с отдельными панелями, прикрепленными болтами к отдельной стальной раме, таких как Reliant Kitten, Scimitar и Renault Espace, каждая панель может быть изготовлена только из одного материала или из двух материалов.
При условии, что все различные используемые материалы могут работать с одним и тем же типом системы окраски, проблем с отделкой не возникнет.
Армированный стекловолокном полиэстер выдерживает обычную краску, как и другие материалы, такие как жесткий полиэстер, используемый для негибких частей тела. Однако большинство пластиков не выдерживают температур запекания краски, поэтому распространенный способ решить эту проблему — использовать двухкомпонентную систему краски, которая затвердевает в результате химической реакции, а не нагревания. Renault использует этот тип системы окраски для Espace, который также имеет мельчайшие шарики полиэстера, встроенные в краску для областей повышенного износа, таких как нижние панели, которые подвержены воздействию грязи, песка и каменной крошки.
Полиуретан высокой плотности невозможно окрасить самостоятельно, а обычная краска не держится на нем, поэтому многие из первых бамперов были непривлекательными. С тех пор были введены новые материалы и специальные грунтовки, которые позволяют окрашивать бамперы.
Бамперы моделей Austin Maestro и Montego, изготовленные из ПБТ (полибутадиентерафталата), окрашиваются одновременно с кузовом, что обеспечивает хорошее совпадение цветов. Они окрашиваются отдельно от кузова, а затем устанавливаются.
Хотя пластмассы все больше и больше используются для изготовления частей тела и небольших компонентов, недавние достижения означают, что вскоре пластмассы могут широко использоваться для более крупных компонентов. Листовые рессоры из стекловолокна уже использовались в Chevrolet Corvette 1980-х годов и в фургоне Sherpa.
Стоит ли покупать страховку на стекло?
Самые быстрые электромобили!!!
Любите автомобили?
Как навсегда восстановить черную пластиковую отделку автомобиля
Как заменить автомобильное боковое зеркало