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
)
)
)
)
)
)
)
)