Які матеріали використовуються у виробництві кузовів автомобілів?

Матеріали для кузовів автомобілів різноманітні, ці матеріали використовують з метою отримання переваг, якостей або особливостей, які може запропонувати кожен з них. Тому часто зустрічаються компоненти, структури або кузова автомобіля, в яких поєднуються елементи різного характеру.

Як правило, основними причинами, які зумовлюють існування різних матеріалів при виготовленні кузова – це мета досягти зменшення ваги і збільшення міцності і безпеки збору за рахунок застосування більш легких, але міцних матеріалів.

Основні матеріали для кузовів автомобілів

Матеріали, які переважно використовуються у виробництві кузовів, протягом останніх років – наступні:

•  Сплави заліза: стали і легованих сталей
• алюмінієві сплави
• сплави магнію
• Пластмаси та їх сплави, армовані або неармовані
• Смоли термореактивні зі скловолокном або вуглецем
• Стекла

З цих п'яти матеріалів для кузовів автомобілів, сталь є найбільш широко використовуваної, слідом іде пластик, алюмінію і скловолокно, яке, в даний час використовується менш часто на автомобілях класу SUV. Крім того, для деяких транспортних засобів високого класу, починають інтегрувати компоненти магнію і вуглецевого волокна.

Відносно ролі кожного матеріалу варто відзначити, що сталь присутня в більшості автомобілів, особливо в класах середніх і низьких. Також на автомобілях середнього сегмента, часто можна знайти деякі алюмінієві деталі, як капот та ін. І навпаки, коли мова йде про автомобілі преміум-класу, алюмінієві деталі отримують перевагу. Присутні на ринку автомобілі з кузовами, майже повністю виготовленими з алюмінію, такі, як Audi TT, Audi Q7 або Range Rover Evoque.

Також слід зазначити, що колісні диски можуть бути сталевими кованими, прикрашеними ковпаками з пластика або сплаву алюмінію або магнію.

З іншого боку, пластмаса присутня дуже значною мірою в сучасних автомобілях (до 50% деталей, в деяких машинах – пластикові), особливо це стосується інтер'єру автомобіля. Що стосується матеріалів для кузова автомобіля – пластик можна знайти в передньому та задньому бампері, обважуваннях, кузові та корпусі дзеркал заднього виду, а також молдинги та деякі інші декоративні елементи. Існують моделі Renault Clio, які мають передні крила з пластику або інший приклад, менш поширений, наприклад, Citroen C4 купе, у якого кріпиться на задніх дверях, синтетичний матеріал.

Слідом за пластмасами йдуть склотканини, як правило, використовується для армування пластика, утворюючи композитний матеріал для структурних компонентів, таких як передні і задні бампери. Крім того, також використовуються смоли на термостабільної основі поліефірної або епоксидної смоли, таке утворюючи композити. Вони використовуються, в основному, в аксесуарах для тюнінгу, хоча в деяких моделях Renault Space кузов весь зроблений з цього матеріалу. Також вони можуть бути використані в деяких вузлах автомобіля, таких як передні крила (Citroen C8 2004 року), або задні (Citroen Xantia).

Технічні характеристики і класифікація основних матеріалів, використовуваних у виробництві кузовів

Оскільки різні матеріали для кузовів автомобілів можуть бути пошкоджені та вимагатимуть ремонту в майстерні – необхідно знати їх особливості для приведення процесів ремонту, збирання та з'єднання у кожній конкретній ситуації.

сплави заліза

Залізо як таке – це м'який метал, важкий і дуже чутливий до впливу іржі та корозії. Незважаючи на це, матеріал легко сформувати, кувати та зварювати, такий він є економічним. Залізо, що використовується як матеріал для кузовів автомобілів легована невеликим відсотком вуглецю (від 0,1% до 0,3%). Ці сплави відомі як стали з низьким вмістом вуглецю . Крім того, також додається кремній, марганець і фосфор, щоб поліпшити механічні властивості прямо чи опосередковано. В інших випадках добавки носять більш конкретні цілі, на твердість сталі впливають сплави з певним відсотків таких металів, як ніобій, титан, або бор, також застосовуються спеціальні методи обробки для поліпшення характеристик, такі як загартування або відпустка для отримання сталей, більш міцних або з заданою поведінкою під час зіткнення.

З іншого боку, зниження чутливості до окислення або косметичні поліпшення досягається шляхом додавання невеликого відсотка алюмінію, а також оцинковка і гальванізація або алюминирование.

Тому, згідно з компонентів, включених до складу сплаву, стали класифікуються і субклассіфіціруются наступним чином:

• Сталей, звичайні або штамповані.
• Високоміцні сталі.
• Стали дуже високої міцності.
• Стали ультра-висока міцність: висока міцність і пластичність (Fortiform), з бором і ін.

Щоб точно визначити, що елемент автомобіля зроблений зі сталі, досить провести тест магнітом, в той час як конкретний тип сплаву можна дізнатися, звернувшись до технічної документації виробника.

алюмінієві сплави

Алюміній – це м'який метал, у якого міцність на кілька рівнів нижча, ніж у більшості сталей, і, крім того, це більш дорогий та складний матеріал для ремонту та паяння. Тим не менш, він зменшує вагу порівняно зі сталлю до 35% і не схильний до окислення, який схильні до сплави сталі.

Алюміній використовується в якості матеріалу для кузовів автомобілів, а таке його сплави з металами, такими як магній, цинк, кремній або мідь, а також можуть містити інші метали, такі як залізо, марганець, цирконій, хром або титан, щоб підвищити їх механічні властивості . При необхідності, для поліпшення поведінки цього металу при зварюванні, також в нього додають скандій.

Сплави алюмінії класифікуються залежно від серії, до якої вони належать, таким чином, що всі найбільш використовувані сплави в автомобілебудуванні, є частиною серій 5000, 6000 і 7000.

Інший спосіб класифікації цих сплавів – це можливість загартування. Це можливо для серій сплавів 6000 та 7000 є, у той час як для серії 5000 – ні.

синтетичні матеріали

Використання пластика зросла завдяки його малій вазі, великим дизайнерським можливостям, які він надає, їх стійкості до окислення і низької вартості. Навпаки, його основні проблеми полягають в тому, що він погіршує характеристики з плином часу, а таке є складнощі з покриттям, яке вимагає декількох скрупульозних процесів підготовки, підтримки та відновлення.

Полімери, які використовуються в автомобільній промисловості, групуються наступним чином:

• Термопластів, наприклад, Полікарбонат (ПК), Поліпропілен (PP), Поліамід (ПА), Поліетилен (PE), Акрилонитрил-бутадієн-стиролу (ABS) або комбінації.
• Термореактивні, як Смоли, Епоксидні смоли (EP), пластмаси посилені скловолокном (GRP), як PPGF30, або поліефірні смоли, які не насичені (UP).
• Еластомери.

Тип пластмаси може бути ідентифікований через її код маркування, технічною документацією або проведенням певних випробувань.

Стекла

Згідно з позицією, які вони займають скла автомобіля діляться на:

• задні скла
• лобові стекла
• бічні стекла
• Захисні стекла

Що стосується виду скла розрізняються:

• Скло ламіновані. Складаються з двох стекол, склеєних пластична Polivinil Butiral (PVB), яка залишається затиснутим між ними. Використання плівки виключає ризик руйнування скла, дозволяє тонування або затемнення, сприяє адгезії.
• Скло загартовані. Це скла, до яких застосовується гарт, під час процесу виробництва, в поєднанні з сильним стисненням. Це значно збільшує точку розриву, хоча після подолання цієї межі, скло розбивається на безліч осколків.

Ідентифікація типу скла, а також інша інформація про нього, знаходиться на шовкографії / маркування на самому склі. Нарешті, слід зазначити, що лобове скло є елементом безпеки, який безпосередньо впливає на огляд водія, тому важливо підтримувати їх у хорошому стані, ремонтувати або замінити при необхідності, використовуючи методи демонтажу, монтажу і склеювання стекол, сертифіковані виробниками.

Висновок

Використання різних матеріалів для кузовів автомобілів задовольняє потребу виробників адаптуватися до певних функцій кожної деталі автомобіля. З іншого боку, строгі нормативні вимоги щодо захисту окружаюей середовища, зобов'язують знизити вагу транспортного засобу, тому зростає і кількість нових металевих сплавів і синтетичних матеріалів, які застосовуються в автомобілебудуванні.