Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве
Добрый день, сегодня мы расскажем о том, из чего изготавливают автомобильный кузов, какие материалы применяют при производстве, а также при помощи, каких технологий осуществляется этот важный процесс. Кроме того, узнаем, какие существуют основные разновидности металлов, пластика и прочих материалов, которые зачастую используются при производстве элементов кузова транспортного средства, а также рассмотрим, какими преимуществами с недостатками обладает то или иное сырье в отдельности каждого вида. В заключении мы поговорим о том, какой материал на сегодняшний день является самым востребованным у автопроизводителей, а также от чего зависит качество и долговечность готового кузова машины.
КАК СОБИРАЮТ АВТОМОБИЛИ LEXUS И TOYOTA
ЧТО ТАКОЕ КРУПНОУЗЛОВАЯ СБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ
Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией, в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих. Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать. Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации, мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова.
Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей, компонентов и деталей, которые затем необходимо очень точно, а также грамотно соединить в единую конструкцию, которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный, при этом безопасный, легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы, а также новые технологии с материалами.
1. Изготовление кузова автомобиля из стали. Преимущества и недостатки
Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали, алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна. Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает
Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали, а также его способностью к глубокой вытяжке, то есть можно изготавливать детали сложных форм. Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения. Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью, поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии.
В процессе создания кузовов из стали, задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности. Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали, его сочетание с другими сплавами и компонентами, чтобы материал был хорошо штампуем. Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь. Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали, которые позволяют упростить производство, а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.
Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса. Первоначально происходит
Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов:
— низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем;
— четко отработанная технология изготовления и утилизации материала;
— оптимальная ремонтопригодность готового кузова.
Отрицительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов:
— высокая масса материала и готового кузова;
— в обязательном порядке рекомендуется антикоррозионная обработка для защиты от коррозии и ржавчины;
— потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;
— не высокий срок службы готового кузова.
Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали, то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей, а также процесса штамповки, данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в
К таким видам материала относят такую марку стали, как TWIP, которая содержит большое количество марганца в своем составе, доля вещества может доходить до 25 процентов. Сталь такого типа обладает высокой пластичностью, устойчивостью к частым деформациям, благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению. Удлинение «ТВИП-стали» может происходит на 50-70 процентов, а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль. Для сравнения, прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль, а высокопрочной до 600 МегаПаскаль.
2. Изготовление кузова автомобиля из алюминия. Преимущества и недостатки
Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов, то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова, реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов, крыльев, дверей, крышки багажника, а также прочих элементов и деталей.
Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали. В связи с чем толщину деталей из этого материала производители
Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов, то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали. На первой стадии, детали из листа алюминия подвергают штамповке, а затем собираются в единый цельный узел. При сварке применяется аргон, детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея. На завершающей стадии, основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке, а затем к стальному каркасу, изготовленному из труб разного сечения, прикрепляются кузовные панели и машино-комплекты.
Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов:
— появляется возможность производства кузовных элементов любой формы и сложности;
— масса готового алюминиевого кузова значительно легче стального, при равной прочности;
— материал легко подвергается обработке, процесс утилизации прост;
— высокая устойчивость к коррозии и ржавчине;
— низкая стоимость технологических процессов при производстве.
Отрицительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов:
— высокая сложность ремонта деталей;
— при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей;
— необходимость наличия специального высокоточного оборудования;
— намного дороже стали, в связи с высокими энергозатратами.
Алюминий обладает средней пластичностью и устойчивостью к разного рода деформациям. Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению, в связи с тонкой номинальной толщиной. Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль. Для сравнения, прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль, а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль.
3. Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы. Преимущества и недостатки
Что касается производства кузова из стеклопластика, то имеется в виду такой материал, как волокнистый наполнитель, который специально пропитывается полимерными смолами. Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова. Самыми известными наполнителями, он же стеклопластик являются стеклоткань, кевлар и карбон.
Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс, которые применяются в автомобилестроении, приходятся на 5 основных видов материалов, такие как полиуретаны, поливинилхлориды, ABS-пластик, полипропилены и стеклопластики. Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены, полиакрилаты, полиамиды, поликрбонаты и прочие материалы.
Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов, что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений, накладки противоударного типа и прочие компоненты. Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова, как капоты, крылья, двери и крышки багажников.
Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов:
— имея высокую прочность, деталь имеет небольшой вес;
— внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами;
— простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму;
— имеется возможность производства деталей крупных размеров.
Отрицательные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов:
— сравнительно высокая цена на наполнители;
— высокие требования к точности форм, разметке и готовой детали;
— производство деталей осуществляется продолжительное время;
— высокая сложность в ремонте при повреждении деталей.
Справочно заметим, что довольно часто такие материалы, как поливинилхлориды используются для производства фасонных деталей, например рукояток, панелей приборов и прочие элементы. Зачастую поливинилхлориды применяют совместно с обивочными материалами, на примере разных тканей. Что касается полипропилена, то из него часто изготавливают корпуса фар, рулевые колонки, воздуховоды и прочие элементы. ABS-пластик используют для облицовки деталей, как интерьера, так и экстерьера автомобиля.
Видео обзор: «Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве»
В заключении отметим, что автомобильная промышленность сегодня не стоит месте и старается развиваться лицом к покупателю, который хочет динамичную, экономичную, надежную, безопасную и при этом недорогую машину. Все это ведет автомобилестроение к тому, что в производстве транспортных средств применяются новые технологии и материалы, которые отвечают современным требованиям, а также стандартам.
БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.
autoblogcar.ru
Из чего делают кузова автомобилей
К кузову современной машины предъявляется множество требований. Он должен быть красивым, универсальным, прочным, эргономичным, недорогим, безопасным… Чтобы выполнить все эти подчас противоречивые условия, автопроизводителям помимо всего прочего приходится принимать во внимание особенности различных материалов.
Стальной кузов
Сейчас кузова автомобилей в основном делают из стали. В зависимости от химического состава она может значительно менять свои свойства. Даже обычная листовая сталь достаточно прочна и при этом весьма пластична. Что и требуется для изготовления внешних штампованных панелей кузова, которые у современных машин подчас весьма сложной формы.
Нередко в несущих конструкциях автомобилей применяется высокопрочная сталь. Как правило, из нее выполняют наиболее, скажем так, ответственные части корпуса, которые принимают на себя нагрузки от двигателя, трансмиссии, ходовой части, а также энергию удара в случае аварии. Высокопрочные стали позволяют без ущерба для надежности сделать эти детали тоньше и легче. Неудивительно, что у некоторых моделей (в частности, у последнего поколения «Мазда 6») на такую сталь приходится до 50% всей массы кузова.
Технология производства стальных кузовов проста и давно отлажена. К тому же их части легко соединяются, например, различными способами сварки. К тому же сталь стоит дешевле других материалов. Поэтому сделанный из нее кузов получается недорогим в изготовлении, да и в эксплуатации тоже. Ведь в случае повреждения стальные детали легко ремонтируются. Наконец, когда автомобиль отслужит свое, такой кузов нетрудно утилизировать. Однако есть у стали и недостатки – она достаточно тяжелая и неважно сопротивляется ржавчине. Поэтому автопроизводители экспериментируют с альтернативными кузовными материалами.
Алюминиевый кузов
«Крылатый» металл находит все большее применение в изготовлении кузовов (обычно в виде сплава с примесями других элементов). Алюминий существенно легче стали. Полностью сделанный из него кузов весит в среднем в два раза меньше стандартного стального, отнюдь не уступая ему в жесткости и прочности. Помимо этого, алюминий намного долговечнее — ржавчина ему фактически не страшна.
Однако данный материал стоит дороже и для сварки деталей из него нужно спецоборудование. Фактически для изготовления алюминиевых кузовов надо менять всю технологию их сборки, а для обслуживания и ремонта — модернизировать сервисные станции. Вдобавок алюминий сильнее пропускает шум и вибрацию, поэтому звукоизоляцию салона автомобиля приходится дополнительно усиливать. Из-за всего этого цена автомобиля значительно увеличивается. Поэтому производить автомобили с полностью алюминиевым кузовом могут позволить себе лишь немногие производители престижных моделей (характерный пример — представительский седан «А8» от компании «Audi»).
Однако многие фирмы нашли золотую середину: они делают машины, у которых из «крылатого» металла изготовлены лишь отдельные элементы кузова, к примеру, капот или крылья. Эти детали производят отдельно и монтируют на стальной каркас. Порой к нему присоединяют крупные части вроде целого передка, целиком выполненного из алюминия (в частности, так поступили создатели BMW 5-й серии Е60). Правда, при этом приходится обрабатыватъ панели специальным составом, который предотвращает коррозию на стыке алюминиевых и стальных деталей.
Пластиковый кузов
Во второй половине ХХ века этот материал считался очень перспективным. Детали из него получались даже легче алюминиевых, что сулило значительное снижение массы кузова. Кроме того, пластику легко придать любую, самую вычурную форму, и вдобавок он не требует лакокрасочного покрытия, поскольку при помощи специальных добавок в его состав можно получить материал практически тобою колера. Наконец, пластик вообще не подвержен коррозии, а значит, очень долговечен. Да и технология производства таких кузовов довольно проста.
Однако данные плюсы перечеркиваются несколькими минусами. На свойства пластика сильно воздействует температура воздуха -некоторые его виды при минусовой температуре становятся очень хрупкими, а в жару чрезмерно мягкими. Производство пластмасс неэкологично, а их переработка требует специальной технологии и оборудования.Также, данный материал не подходит для изготовления деталей, которые должны выдерживать высокие нагрузки. А в случае повреждения пластиковые панели, как правило, нужно менять – их ремонт дорог, а иногда вообще невозможен. Со временем технологам удалось решить некоторые из этих проблем, но лишь отчасти. Поэтому сейчас из пластика делают, главным образом, лишь навесные элементы кузова – бамперы, молдинги, реже – крылья.
Кузов из композитных материалов
Такие материалы имеют в своем составе два или более компонента, соединенных в одно целое. Например, многие композиты получают спеканием отдельных частиц, склеиванием слоев разных материалов или армированием одного элемента волокнами другого. В результате получившийся «гибрид» сочетает в себе наилучшие свойства входящих в него материалов. Характерный пример –стеклопластик. В нем роль «скелета» выполняет стекловолокно, в то время как эпоксидная смола придает детали необходимую форму.Изделия из композитов весьма долговечны, привлекательны внешне (частенько их даже не окрашивают), к тому же из них можно изготавливать крупные неразъемные модули.
Статья в тему: Как проверить кузов авто перед покупкой?
Однако, несмотря на невысокую стоимость стеклопластика, в современных автомобилях чаще используется еще более легкое, жесткое и прочное углеволокно. К примеру, основа многих суперкаров – это композитный монокок, воспринимающий все нагрузки. То есть кузов таких машин состоит, по сути, из одной главной детали, к которой крепятся все остальные элементы. Правда, углеволокно обходится достаточно дорого, и кузова из него очень трудоемки в производстве (часто они требуют ручного труда). Кроме того, поврежденные композитные детали иногда не подлежат восстановлению. Поэтому на «гражданских» моделях подобные кузова практически не применяются. Их можно встретить преимущественно на суперкарах вроде знаменитого «Ferrari Enzo», создатели которых борются с каждым лишним граммом веса машины и вдобавок должны обеспечить безопасность пилота в случае аварии на высоких скоростях.
В других моделях из углеволокна выполняются отдельные наиболее значимые панели кузова. Например, у «ВМW МЗ» из этого материала сделана крыша. С одной стороны, композит придает ей необходимую прочность и жесткость, а с другой – значительно облегчает кузов и понижает центр тяжести машины.
Оригинальный подход к созданию кузова также демонстрируют американские конструкторы. К примеру, «скелет» известного суперкара «Corvette» уже белое 50 лет состоит из металлической пространственной рамы с закрепленными на ней панелями из композитных материалов.
carwow.ru
Из чего делают кузова автомобилей?
Из чего делают кузова автомобилей?
Ни в одном другом элементе автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. В данной статье мы поговорим из чего делают кузова автомобилей? Какие технологии появились?Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.
Сталь для кузова автомобиля
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6…2,5 мм.Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии.
Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.
Преимущества стали:
- низкая стоимость,
- высокая ремонтопригодность кузова,
- отработанная технология производства и утилизации.
Недостатки стали:
- самая большая масса,
- требуется антикоррозийная защита от коррозии,
- потребность в большом количестве штампов,
- дороговизна,
- ограниченный срок службы.
Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, т.к. при изготовлении применялись – алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья.
Алюминий для кузова автомобиля
Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, двери, крышка багажника.Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.
Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.
Достоинства алюминия:
- возможность изготовить детали любой формы,
- кузов легче стального, при этом прочность равная,
- легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
- устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.
Недостатки алюминия:
- низкая ремонтопригодность,
- необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,
- необходимость специального оборудования,
- значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.
Стеклопластик и пластмассы
Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются – карбон, стеклоткань и кевлар.Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.
Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.
Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.
Технология изготовления кузовных деталей из стеклопластика в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время. Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.
Достоинства стеклопластика:
- при высокой прочности маленький вес,
- поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами,
- простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
- большие размеры кузовных деталей.
Недостатки стеклопластика:
- высокая стоимость наполнителей,
- высокое требование к точности форм и к чистоте,
- время изготовления деталей достаточно продолжительное,
- при повреждениях сложность в ремонте.
Автомобильная промышленность не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в производстве авто используются новые, отвечающие современным требованиям материалы. О том, как собирают машины ‘отверточным методом’ — в данной статье.
real-avto.com
Из чего делают кузова автомобилей?
Из чего делают кузова автомобилей?
Ни в одном другом элементе автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. В данной статье мы поговорим из чего делают кузова автомобилей? Какие технологии появились?
Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.
Сталь для кузова автомобиля
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,6…2,5 мм.
Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность (кузова получаются тяжелыми) и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных и дорогостоящих мероприятий по защите от коррозии.
Сталь имеет хорошие свойства, позволяющие изготавливать детали различной формы, и с помощью различных способов сварки соединять необходимые детали в целую конструкцию. Разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы, но и ручные виды сварки также применяются.
Преимущества стали:
- низкая стоимость,
- высокая ремонтопригодность кузова,
- отработанная технология производства и утилизации.
Недостатки стали:
- самая большая масса,
- требуется антикоррозийная защита от коррозии,
- потребность в большом количестве штампов,
- дороговизна,
- ограниченный срок службы.
Кузов Mercedes-Benz CL является примером гибридной конструкции, т.к. при изготовлении применялись – алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали изготовлены днище багажного отделения и каркас моторного отсека, и некоторые отдельные элементы каркаса. Из алюминия изготовлен ряд наружных панелей и деталей каркаса. Из магния изготовлены каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и передние крылья.
Алюминий для кузова автомобиля
Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, двери, крышка багажника.
Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.
Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.
Достоинства алюминия:
- возможность изготовить детали любой формы,
- кузов легче стального, при этом прочность равная,
- легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,
- устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.
Недостатки алюминия:
- низкая ремонтопригодность,
- необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей,
- необходимость специального оборудования,
- значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.
Стеклопластик и пластмассы
Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются – карбон, стеклоткань и кевлар.
Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.
Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.
Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.
Технология изготовления кузовных деталей из стеклопластика в следующем: в специальные матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, затем оставляют для ее полимеризации на определенное время. Имеется несколько способов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов – одна деталь), наружная панель из пластика, установленная на алюминиевом или стальном каркасе, а также идущий без перерывов кузов с интегрированными в его структуру силовыми элементами.
Достоинства стеклопластика:
- при высокой прочности маленький вес,
- поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами,
- простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,
- большие размеры кузовных деталей.
Недостатки стеклопластика:
- высокая стоимость наполнителей,
- высокое требование к точности форм и к чистоте,
- время изготовления деталей достаточно продолжительное,
- при повреждениях сложность в ремонте.
Автомобильная промышленность не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в производстве авто используются новые, отвечающие современным требованиям материалы. О том, как собирают машины ‘отверточным методом’ — в данной статье.
autocarmy.ru
Занимательное материаловедение: из чего иногда делают автомобили
Инженеры крупных автомобильных компаний активно внедряют и используют экологичные материалы, причем применение некоторых из них весьма неожиданно. Ну а мы решили вспомнить, что необычного применяли при выпуске автомобилей ранее.
Основным материалом для производства автомобиля является сталь. Действительно, ведь стали обладают достаточной конструкционной прочностью, небольшой ценой, а также могут использоваться в разных технологических процессах: они легко штампуются или свариваются. Но у сталей есть и недостатки. Главный из них – низкая стойкость к коррозии, что вынуждает конструкторов применять для защиты кузова специальные защитные покрытия. Кроме того, стальная деталь имеет большую массу. Поэтому в конструкции автомобилей нашли широкое применение алюминиевые сплавы, пластмассы и композитные материалы.
Это обусловлено стремлением снизить уязвимость кузовов автомобилей к коррозии, а также уменьшить общую массу автомобиля, что благоприятно влияет на экономичность и управляемость. Тем не менее листовые стали не сдают свои позиции, так как стоимость алюминиевых, а уж тем более композитных материалов гораздо выше. На крупных автомобильных заводах за сутки может перерабатываться свыше 1 000 тонн листовых сталей, которые идут на изготовление широкого ассортимента автомобильных деталей. Но давайте взглянем на другие материалы, которые могли бы заменить сталь в производстве автомобилей.
Дерево
Начать наш обзор справедливо с дерева. Этот материал стоял у истоков автомобилестроения и до массового применения стали широко использовался в автомобилях. Деревянные доски или просто фанера часто шли на применение в кузовах легковых автомобилей, грузовиков, автобусов и прочих утилитарных конструкциях.
Отдельно стоит сказать о роскошных автомобилях – богатые владельцы обращались к кузовным ателье, в которых творили поистине произведения искусства. Панели кузовов выполнялись из лакированного дерева ценных пород, а салон обшивался дорогим сафьяном или шелком.
Особняком здесь стоит уникальная Hispano-Suiza Н6С, построенная в 1924 году гонщиком Андре Дюбоннэ. Ее двигатель с несколькими карбюраторами рабочим объемом почти в 8 литров развивал 200 л.с., но для настоящего гоночного автомобиля был нужен легкий кузов. Дефицитных в те годы легких сплавов магния или алюминия Дюбоннэ не достал, а потому обратился в авиастроительную компанию Nieport с просьбой постройки легкого кузова.
Машина, впоследствии ставшая известной под именем Tulipwood, имела набранный из 20-миллиметровых шпангоутов каркас, на который с помощью медных заклепок крепились планки разных длины и ширины, изготовленные, вопреки имени, из древесины красного дерева махагони, в то время как древесина тюльпанного дерева очень плохо гнется и склонна к раскалыванию, что не позволяет применять ее в строительстве кузовов.
После установки всех деталей машину покрыли несколькими слоями лака и отполировали. Вся нижняя часть рамы для улучшения обтекаемости и защиты от ударов была закрыта алюминиевым кожухом. Сзади для лучшей развесовки разместили 175-литровый бензобак.
Андре Дюбоннэ поучаствовал на своей «деревяшке» в одной гонке – Тарга Флорио, где финишировал в итоге седьмым. После гонки он оставил автомобиль для повседневных поездок, а позднее тот попал в Америку и сохранился до наших дней в одном из калифорнийских автомобильных музеев.
Во время Второй мировой войны вся сталь уходила на нужды фронта, и большинство автомобилей стало оснащаться простыми деревянными кузовами типа фаэтон или универсал. Серийное производство автомобилей с деревянными кузовами продолжалось и после войны, особенно массово это явление получило развитие в Америке. И если в Европе и СССР к 50-м годам парк автомобилей имел стальные кузова, то американские автомобилисты не могли избавиться от привычки ездить на деревянной машине. Панели кузовов кабриолетов выполняли из красного дерева и лакировали, но в 60-е годы от деревянного кузова, который имел свойство рассыхаться, был пожароопасен и попросту небезопасен, стали отказываться. А впоследствии вплоть до 80-х годов на многих американских универсалах и джипах имелась виниловая графика с отделкой «под дерево».
Такие машины особенно популярны благодаря американским фильмам 80-90-х годов, где граждане Штатов путешествовали по стране на универсалах. Сейчас ясеневые рамы используют для своих машин англичане из фирмы Morgan, да в одном из поколений Корвета использовали древесину бальсы в днище, но полноценного автомобиля, выполненного целиком из дерева, современная промышленность уже не выпускает.
Splinter
В 2007 году американский энтузиаст Джо Хармон представил на тюнинг-шоу в Эссене среднемоторный суперкар Splinter, к постройке которого он приступил еще будучи студентом. На постройку суперкара ушло пять лет, причем все строилось своими силами и средствами. Кузов среднемоторной «Щепки» создан из древесины вишни и бальсы, а за спиной водителя разместился семилитровый двигатель V8 от Chevrolet Corvette, развивающий свыше 700 л.с. Из металла также сделаны и коробка передач, усилители кузова, амортизаторы, рычаги задней подвески и тормоза. А вот передняя подвеска получила деревянные (!) рычаги, а металлического в колесах – только алюминиевые ступицы и обода. В результате масса двухместного автомобиля достигла 1 360 кг, а по заявлениям авторов максимальная скорость Splinter в теории может достигать 380 км/ч, однако испытания не проводились. Впрочем, для автора этого достаточно: машину он расценивает как воплощение своей детской мечты и даже не помышляет хотя бы о мелкосерийном производстве.
Бамбук
Отдельно расскажем о единственном концепт-каре, который применил в своей конструкции… бамбук. Автомобиль, получивший название Ford MA, был показан на выставке Индустриального дизайна в 2003 году. Имя было выбрано как заключение идей, заложенных в азиатской философии «пространство между» применительно к автомобилю, выражаемое в том, что Ford MA является средоточием между эмоциями, искусством и наукой. Разработанный на компьютере родстер, выдержанный в минималистичном стиле, использует в своей конструкции бамбук, алюминий и углепластик, а задние колеса приводит в движение электромотор, но создателями допускается и установка небольшого бензинового моторчика. Родстер ориентирован на молодых людей, которые хотят найти свежие интерпретации автомобилей. Кстати, в машине нет сварных швов: все элементы соединены между собой с помощью 364 титановых болтов, а это означает, что такие родстеры можно легко собирать дома как конструктор из почти 500 деталей.
Кожа
В разоренной послевоенной Европе начали возникать сложности c поиском замены дефицитной стали, которой с трудом хватало на грузовики и автобусы. Поэтому широкое распространение у автомобильных производителей получили простенькие и дешевые мотоколяски наподобие BMW Isetta и Messerschmitt Kabinroller, которые имели три колеса, двухтактный мотор и крошечные размеры. Впрочем, покупатели не жаловались – машина стоила совсем немного, а уж благодаря Изетте мы вообще сейчас знаем марку BMW.
В таких условиях чехи Франтишек и Моймир Странские реализовали свою собственную идею бюджетного трехколесного автомобиля для народа. Первый прототип был создан братьями в 1943 году, получил имя Oskar (акроним от чешского «osa kara» – буквально «тележка на оси») и имел трубчатую раму, обшитую алюминиевыми листами. Спереди у машины было два колеса, соединенных с помощью рулевой рейки, а на одно заднее приходился цепной привод от мотоциклетного мотора.
В серийное производство автомобиль был запущен в 1950 году и получил имя Velorex. Алюминиевые листы были в те годы стратегическим сырьем, и братьям пришлось срочно искать замену. Сталь не подходила: снабженный 250-кубовым двигателем от Явы Velorex 16/250 был очень ограничен в динамике, а стальной кузов сильно увеличивал массу машины, поэтому на раму натянули практичный и непромокаемый дерматин.
В разные годы 80 рабочих фабрики братьев Странских собирали до 400 автомобилей в год, а производство завершилось к 1973 году. Большинство Велорексов уходило в органы соцобеспечения, где полученные машины передавались людям с ограниченными возможностями. Переделанные в легкие грузовички, автомобили широко использовались как технологический транспорт на крупных промышленных предприятиях, а некоторое количество продавалось и в широком доступе. Благодаря своей простоте и неприхотливости машина пользовалась популярностью в сельской местности, ее охотно покупали агрономы и сельские врачи.
Velorex постоянно модернизировался, машина получала все более мощные двигатели. Например, выпускались модели с 175-, 250- и 350-кубовыми двигателями от Явы, а позднее появился динамостартер и гидропривод сцепления, облегчивший жизнь владельцев машины. Интересный факт: заднего хода как такового у Велорекса не существовало – чтобы поехать назад, нужно было остановить двигатель и запустить его так, чтобы коленчатый вал вращался в обратном направлении.
В современном автомире кожа, как видно, не слишком часто встречается на кузовах автомобилей: сейчас кузовные панели затягивают в нее только тюнинг-ателье по заказу своих клиентов.
Ткань
Но не кожей единой пользовались автомобильные конструкторы. Например, в середине 80-х годов в Белорусской академии художественных искусств была создана примитивная мотоколяска, в основу которой легла трубчатая рама, на которую натянули… ткань.
Вообще, ткань как таковая имеет место в конструкции кузовов и по сей день: стоит вспомнить любой автомобиль-кабриолет с мягким складным матерчатым верхом. Но то только верх, а другое – весь кузов. И из нее делали не только мотоколяски, а вполне себе крупные автомобили. Чего только стоит построенный безымянным механиком фирмы Chris-Craft Motor Boats из Сан-Франциско в 1937 году американский автомобиль-кемпер Himsl Zeppelin Roadliner. В качестве основы использовали лонжеронную раму от универсала Plymouth (история умалчивает, какого именно), куда прикрепили отдельный трубчатый каркас, обтянутый авиационной тканью – перкалью. Этот материал, хоть и достаточно прочный, все-таки потребовал металлических бамперов и рам-усилителей вокруг окон.
В салоне установили два дивана-кровати, столик и даже газовую плиту. После постройки автомобиль долгое время находился у местного врача, успешно пережил войну, и в 1968 году в окрестностях города Конкорд в штате Калифорния на машину наткнулись двое друзей-реставраторов – Арт Химсл и Эд Грин. Она была приведена в чувства и долгие годы служила друзьям передвижным офисом.
В 1999 году Химсл и Грин провели комплексную реставрацию машины. Древний карбюраторный двигатель Плимута отправили на свалку, а его место занял более мощный V8 от современного Chevrolet Camaro, тканевую обшивку заменили на поливолокно, которое применяют при строительстве легких самолетов, перешили салон и в довершение всего установили пневмоподвеску.
Говоря о тканевых автомобилях, нельзя не вспомнить о современном концепте родстера BMW, получившем имя GINA. По словам главного дизайнера проекта Криса Бэнгла – человека, создавшего современный стиль автомобилей баварской марки, – имя GINA – это аббревиатура от «Geometry and Functions In «N» Adaptions», то есть «возможность многочисленного изменения форм кузова».
При создании автомобиля разработчики задали несколько вопросов. Почему кузова автомобилей делаются обязательно из пластика или металлов? Может ли владелец настроить все в своей машине так, как хочется именно ему? Ответом на эти вопросы стала… натянутая на каркас кузова эластичная ткань, разработанная в американском подразделении BMW. Сам каркас представляет собой множество металлических трубок, которые могут перемещаться с помощью гидравлических приводов. Так, владелец может одним нажатием клавиши открывать/закрывать фары и щель на капоте для обозрения мотора и менять форму ребер на боковинах, а в салоне – настраивать подголовники или менять комбинацию приборов.
Конечно, перспектив серийного выпуска похожих на Джину автомобилей в ближайшем будущем нет, но конструкторы считают, что у таких тканевых кузовов большое будущее. По словам все того же Бэнгла, ткань может дать разработчикам меньшее количество ограничений в дизайне, позволяет придать кузову аэродинамически правильную форму и защитить внутренние узлы кузова, а возможно, и перевернуть представления о конструкции автомобиля. Ведь легким движением руки будущий покупатель сможет изменить форму кузовных деталей на ту, что больше всего подходит его запросам.
Конопля
Вообще ткани всегда интересовали конструкторов с точки зрения выпуска композитных материалов – ведь они легче и не поддаются коррозии, а их производство дешевле. В качестве основы использовались натуральные тканевые волокна, несколько слоев которых пропитывались эпоксидной смолой.
Первым в мире автомобилем с кузовом из композитов стал Soybean Car («Соевый автомобиль»), сконструированный как эксперимент компанией Ford и представленный в августе 1941 года. Также он известен под именем «Hemp body car» («Автомобиль с кузовом из конопли»). В качестве основы для машины использовали рамное шасси и силовой агрегат от седана Ford V8, а внешние панели выполнили из пластика, в котором наполнителями стали конопляное волокно и соевые бобы. Всего панелей было 14, и все они крепились к раме с помощью болтов, это позволило удержать массу машины на уровне 850 кг, что примерно на 35 процентов меньше, чем у прототипа. V-образную карбюраторную «восьмерку» перевели на питание биоэтанолом, полученным из всё той же конопли. Работы по автомобилю закончились после вступления США во Вторую мировую, а впоследствии автомобиль был уничтожен.
Натуральные волокна в качестве наполнителя будоражили умы конструкторов машин еще долгое время. Например, известный немецкий автомобиль Trabant имел кузов из композитного материала «дуропласт». Здесь наполнителем являлись отходы советского хлопкового производства – очёсы, которые заливались все той же эпоксидной смолой. Шутники советовали владельцам «Траби» остерегаться коз, свиней и гусениц, в ожидании того, что их «хлопковый пластик» мог быть попросту съеден. Тем не менее такой материал не гнил и обеспечивал небольшую массу машинке, снабженной двухтактным моторчиком в 25 л.с.
Но и это не было концом. В 2000 году компания Toyota представила концептуальный автомобиль Toyota ES3 – компактный городской автомобиль с алюминиевым кузовом, внешние панели которого выполнены из специального полимера TSOP (Toyota Super Olefin Polymer). Этот материал использует в качестве сырья лен, бамбук и даже… картофель и легко поддается переработке. Широкого распространения он так и не получил – наверняка из-за нежелания владельцев иметь машины из переработанной картошки.
Пластиковые бутылки
Впрочем, многие концерны искали способы применения новых композитных материалов в конструкции автомобилей, и сейчас создаются композиты, которые вполне могут частично заменить сталь на конвейере. Но все эти материалы создаются химиками и технологами специально, и их разработка влетает в копеечку. А вот специалисты концерна Chrysler еще в середине 90-х годов прошлого века придумали использовать в автомобильном производстве композитный материал, в основе которого – полиэтилентерефталат, из которого делают пластиковые бутылки.
Панели из полиэтилена обеспечивали кузову подходящую жесткость, при этом само производство материала – недорогое дело: он легко поддается формованию, и его даже не надо красить – пигмент необходимого цвета добавляется при производстве. Кроме того, по окончании срока службы кузов можно легко переработать.
Отрабатывать технологию крайслеровцы решили на крошечном хэтчбеке CCV, который был представлен на конкурсе концептуальных «народных» автомобилей для Китая (отсюда и аббревиатура CCV – China Concept Vehicle). Машина, чем-то похожая на Citroen 2CV, имела лонжеронную стальную раму, на которую навешивались панели из полиэтилена. В итоге китайцы отдали первое место одному из своих многочисленных брендов, а в Крайслере продолжили исследования.
В результате в 1998 году родился концептуальный родстер Plymouth Pronto, который имел легкую пространственную раму с прикрепленными к ней панелями из «бутылочного» пластика, но посетители и журналисты, узнав о материале, почти сразу высказывались о подобной затее негативно, и в итоге совет директоров отказался продлевать финансирование проекта, сославшись на его бесперспективность. Впрочем, в наши дни при изготовлении обивки сидений и отделки потолка новых пикапов Ford F-150 применяется волокно REPREVE, для изготовления которого используются переработанные пластиковые бутылки.
Фарфор
Этот хрупкий и легко бьющийся материал чаще встречается у нас на кухне, чем на кузовах автомобилей. Впрочем, сказав «автомобилей», мы погорячились. Компания Bugatti при содействии Королевской мануфактуры фарфора в Берлине (Konigliche Porzellan-Manufaktur) в 2011 году представила уникальную версию родстера Veyron Grand Sport под названием «L’Or Blanc» («Белое золото»). Построенный в единственном экземпляре автомобиль стоимостью 1 650 000 евро получил уникальную двухцветную окраску кузова с нанесенным фарфоровым орнаментом. Помимо него, фарфоровыми стали крышка бензобака и колпачки колесных дисков, а в салоне появились вставки на панели приборов и передней панели и небольшой фарфоровый ящик из того же материала. Каждую деталь, вплоть до колпачков, украшает слон, стоящий на задних лапах, – символ автомобилей Этторе Бугатти, который венчал решетку радиатора довоенных автомобилей. Кстати, еще одну статуэтку слона из фарфора высотой 30 сантиметров счастливый обладатель суперкара получил бесплатно, а вот коллекционерам редких вещей придется выложить почти 30 000 евро.
В наши дни производители всё больше задумываются о применении экологически чистых биоразлагаемых материалов в машинах. Не забыто и сырье, прошедшее переработку, что позволяет экономить, например, на алюминии и стали. Кроме того, стальные детали понемногу замещаются более дешевым пластиком, который легко заменить при повреждении, к тому же он легче и не ржавеет. Ну а большинство суперкаров, выпускающихся в наши дни, имеет кузова с применением высокопрочных композитных материалов, например, углепластика или кевлара.
Читайте также:
www.kolesa.ru
ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ КУЗОВА АВТОМОБИЛЕЙ?
Ни в одном другом элементе автомобиля не использовано так много разнообразных материалов, как в кузове. В данной статье мы поговорим из чего делают кузова автомобилей? Какие технологии появились?
Для изготовления кузова необходимо сотни отдельных частей, которые затем нужно соединить в одну конструкцию, соединяющую в себе все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и минимальной стоимости кузова конструкторам необходимо все время идти на компромиссы, искать новые технологии, новые материалы.
Рассмотрим недостатки и преимущества основных материалов, используемых при изготовлении кузовов авто.
СТАЛЬ ДЛЯ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,65…2 мм. Благодаря применению последней удалось снизить общую массу машины и повысить жесткость кузова.
Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой. Недостатками этого материала являются высокая плотность и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных мероприятий по защите от коррозии.
Конструкторам нужно, чтобы сталь была прочной и обеспечивала высокий уровень пассивной безопасности, а технологам нужна хорошая штампуемость. И главная задача металлургов – угодить и тем и другим. Поэтому разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и в дальнейшем получить заданные свойства кузова.
Изготавливается кузов в несколько этапов. С самого начала изготовления из стальных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в крупные узлы и с помощью сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут роботы.
Преимущества стали:
- низкая стоимость;
- высокая ремонтопригодность кузова;
- отработанная технология производства и утилизации.
Недостатки стали:
- самая большая масса;
- требуется антикоррозийная защита от коррозии;
- потребность в большом количестве штампов;
- ограниченный срок службы.
Что в будущем? Совершенствование технологий производства и штамповки, увеличение в структуре кузова доли высокопрочных сталей. И применение сверхвысокопрочных сплавов нового поколения. К ним уже можно отнести TWIP-сталь с высоким содержанием марганца (до 20%). Данная сталь обладает особым механизмом пластической деформации, благодаря которому относительное удлинение может достигать 70%, а предел прочности – 1300 МПа. Для примера: прочность обычных сталей составляет до 210 МПа, а высокопрочных – от 210 до 550 МПа.
АЛЮМИНИЙ ДЛЯ КУЗОВА АВТОМОБИЛЯ
Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, двери, крышка багажника.
Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.
Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.
Достоинства алюминия:
- возможность изготовить детали любой формы;
- кузов легче стального, при этом прочность равная;
- легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда;
- устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.
Недостатки алюминия:
- низкая ремонтопригодность;
- необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей;
- необходимость специального оборудования;
- значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.
СТЕКЛОПЛАСТИК И ПЛАСТМАССЫ
Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются – карбон, стеклоткань и кевлар.
Около 80% пластмасс, применяемых в автомобилях, приходится на пять типов материалов: полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, стеклопластики. Остальные 20% составляют полиэтилены, полиамиды, полиакрилаты, поликарбонаты.
Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.
Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.
Достоинства стеклопластика:
- при высокой прочности маленький вес;
- поверхность деталей обладает хорошими декоративными качествами;
- простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму;
- большие размеры кузовных деталей.
Недостатки стеклопластика:
- высокая стоимость наполнителей;
- высокое требование к точности форм и к чистоте;
- время изготовления деталей достаточно продолжительное;
- при повреждениях сложность в ремонте.
Автомобильная промышленность не стоит на месте и развивается в угоду потребителю, который хочет быстрый и безопасный автомобиль. Это приведет к тому, что в производстве авто используются новые, отвечающие современным требованиям материалы.
autocarmy.ru
Из чего сделаны машины?⋆Детский мир
Машины сделаны, конечно же, из деталей, которые в свою очередь сделаны из металла. Рабочие на заводах могут собрать из готовых деталей любую машину, также как и вы можете из элементов конструктора собрать трактор, экскаватор и другие интересные игрушки. Только если в вашем конструкторе набор деталей не очень большой – немного полосок, пластинок, немного осей валиков, немного колесиков, гаечек, болтиков, то на машиностроительном заводе их огромное количество.
Какие же главные детали имеются у машиностроителей. У каждой машины должно быть обязательно колесо, да не одно, а несколько: маленьких и больших, с зубчиками и без зубчиков.
Это одна из главных деталей «взрослого конструктора», из которых делают настоящие машины.
Для каждого колеса необходима ось, на котором оно крутится. Оси тоже бывают разные: длинные, короткие, толстые, тонкие. Вот вам и еще одна из главных деталей взрослого конструктора.
Для каждой оси нужен подшипник, который сделан из металлических блестящих шариков, сидящих между двух металлических колец. Шарика подшипники нужны для того чтобы колесу легче было вращаться – они уменьшают трение. Подшипники это еще одна главная деталь для машины.
Колесо, оборудованное подшипником, вертит электродвигатель – и это главная деталь машины. Для того чтобы электродвигатель мог крутить колесо нужна передача.
К примеру, когда вы едете на велосипеде, то крутите педали, которые через звездочки и велосипедную цепь заставляют вращаться колеса. Велосипедная цепь и звездочки и являются передачей для машины под названием – велосипед.
Для других машин могут быть другие передачи. Например, зубчатое колесо, называемое шестерней, цепляется зубчиком за другое зубчатое колесо и передает вращение ему. Это называется зубчатая передача. И если маленькая шестеренка вертит большую, то большая шестерня вертится медленнее, чем маленькая. И наоборот, если большая шестерня будет вращать маленькую, то маленькая будет крутиться гораздо быстрее большой шестерни.
Поэтому водитель автомашины может включать разные скорости, используя различные зубчато-шестереночные передачи. Все эти шестерни помещаются в одной коробке, которая так и называется коробка передач.
У машин есть еще шатун – стальная рука. Колесо вертит шатун, а он в свою очередь ходит вперед и назад. Если, например, прикрепить к концу шатуна пилу, то она будет очень быстро распиливать древесину.
Вот из таких главных деталей взрослого конструктора и собираются различные машины.
partnerkis.ru