Innovatieve Plastic Materialen voor Automobielstructuurdelen

In moderne auto's maakt plastic ongeveer 15-20% van het gewicht van de auto uit, hoewel het tot 50% van het volume kan uitmaken. ^[1]. De toepassing van kunststoffen in de auto-industrie is in de loop der jaren blijven toenemen, gedreven door het streven van autofabrikanten naar lichtgewicht.

Voertuigen lichter maken helpt om het brandstofverbruik te verbeteren. Met de verschuiving naar nieuwe energievoertuigen (NEV's) is lichtgewicht de sleutel tot het verminderen van de onrust over de actieradius. Naar verwachting zal het tegen 2030 30% van het voertuiggewicht uitmaken. Moderne voertuigen gebruiken kunststoffen voor zowel externe als interne structurele onderdelen. Bijgevolg is de classificatie van automaterialen gebaseerd op hun gebruik als volgt;

• Kunststof materialen voor exterieuronderdelen: Ze kunnen een esthetische en functionele rol spelen. Door hun locatie moeten ze weerbestendig zijn (bijv. UV-bestendig), een hoge slagvastheid hebben en er goed uitzien. Voorbeelden van uitwendige onderdelen van kunststof zijn roosters, bumpers, spoilers en deurgrepen.
• Kunststoffen voor interieuronderdelen: Kunststoffen die worden gebruikt in het interieur van voertuigen kunnen ook een decoratieve of functionele rol spelen. Er wordt verwacht dat ze weinig vluchtige organische stoffen bevatten, wat cruciaal is voor de luchtkwaliteit binnenshuis. ^[2]. Andere belangrijke eigenschappen van kunststof automaterialen voor interieuronderdelen zijn comfort en krasbestendigheid. Voorbeelden zijn deurpanelen, dashboards, middenconsoles en ventilatieopeningen.
• Kunststof materialen voor auto-onderdelen: Ze worden ook wel kunststoffen voor onder de motorkap genoemd. Hun belangrijkste eigenschap is een hoge chemische weerstand, hittebestendigheid en slijtvastheid, omdat ze in een extreme omgeving werken. Luchtinlaatspruitstukken en motorkappen zijn voorbeelden van kunststof onderdelen voor onder de motorkap.  

Overwegingen voor ontwerp en materiaal van auto-onderdelen aan de buitenkant

Het ontwerp van uitwendige auto-onderdelen die spuitgietmaterialen voor auto's gebruiken, moet een evenwicht vinden tussen operationele efficiëntie, esthetische aantrekkingskracht en levensvatbaarheid op lange termijn. Ontwerpers moeten standaardisatie, serialisatie en communalisatie overwegen om de kwaliteit te verbeteren en de kosten te verlagen.

• Standaardisatie: Het gebruik van standaard, kant-en-klare onderdelen of het aanhouden van industriestandaard afmetingen verkort de ontwerptijd en verbetert de compatibiliteit.
• Serialisatie: Door hetzelfde basisontwerp te gebruiken om verschillende maten of mogelijkheden te produceren, worden schaalvoordelen verbeterd.
• Communalisatie: Het gebruik van identieke onderdelen, zoals dezelfde deurgrepen, in verschillende automodellen vermindert de complexiteit en vergemakkelijkt het onderhoud.

Er moet ook rekening worden gehouden met de engineeringprincipes van rationaliteit, vooruitgang, onderhoudsgemak, betrouwbaarheid, zuinigheid en produceerbaarheid om ervoor te zorgen dat het onderdeel kosteneffectief, duurzaam en functioneel is.

Waarom kunststof wordt gebruikt voor de productie van auto-onderdelen

Verschillende sleutelfactoren beïnvloeden het toenemende gebruik van kunststof materialen voor auto-onderdelen. Lichtgewicht staat nog steeds bovenaan die lijst. Gewichtsbesparing heeft het brandstofverbruik van auto's een impuls gegeven. Hoe lichter de auto, hoe minder energie er nodig is om hem voort te bewegen. Andere factoren die het gebruik van kunststoffen voor auto-onderdelen bevorderen zijn onder andere:

• Veiligheidsproblemen: Nieuwe automaterialen zijn ontworpen om energie tijdens een botsing beter te absorberen en te herverdelen. Zachtere bumpermaterialen verminderen bijvoorbeeld het risico op letsel bij botsingen met een lage impact in vergelijking met stijve bumpers.
• Onderdrukking van geluid en trillingen: Kunststoffen absorberen trillingen, wat helpt bij het onderdrukken van geluid. Met kunststoffen kunnen autofabrikanten het extra gewicht elimineren dat gepaard gaat met het gebruik van geluiddempende materialen om hetzelfde effect te bereiken. Dit maakt autorijden stiller en comfortabeler.
• Esthetiek en ontwerpflexibiliteit: Kunststoffen kunnen met precisievormtechnieken in complexe vormen worden gegoten. Daardoor hebben autofabrikanten de flexibiliteit om complexe, esthetisch verantwoorde ontwerpen te maken en is kostbare secundaire verwerking overbodig.
• Weerbestendigheid: Veel nieuwe materialen voor de auto-industrie zijn ontworpen om eigenschappen zoals weerstand tegen corrosie, chemicaliën, UV-schade, roest en extreme temperaturen te verbeteren. Deze verbeterde eigenschappen verhogen hun duurzaamheid in echte toepassingen.
• Milieu-impact en duurzaamheid: De focus van de auto-industrie verschuift naar duurzaamheid. Gerecyclede kunststoffen worden steeds vaker verwerkt in auto-onderdelen omdat ze gemakkelijk te recyclen zijn. Bovendien is het productieproces van kunststof meestal minder energieverslindend dan dat van metaal.

Materiaaleisen voor algemene onderdelen aan de buitenkant van auto's

De combinatie van veiligheidsvoorschriften, zware milieublootstelling, productie-efficiëntie en esthetische vereisten beïnvloedt de materiaalkeuze voor externe auto-onderdelen. Externe auto-onderdelen worden bijvoorbeeld blootgesteld aan omgevingsfactoren zoals UV, extreme temperaturen en chemische blootstelling.

Naast de omgevingsfactoren worden externe onderdelen ook blootgesteld aan mechanische factoren zoals slijtage en impact. Daarom moeten ze worden gemaakt van automaterialen die hun vorm behouden tijdens de levensduur van het voertuig en bestand zijn tegen structurele belasting.

Materiaaleisen voor bumpers

Moderne autobumpers zijn complexe structuren die elektronische componenten bevatten zoals camera's en sensoren. Bovendien wordt verwacht dat ze voldoen aan wettelijke veiligheidseisen. Bijgevolg wordt verwacht dat automaterialen voor bumpers een evenwicht zullen vinden tussen schokabsorptie, duurzaamheid, structurele sterkte en kosteneffectiviteit.

Het belangrijkste materiaal dat vaak wordt gebruikt voor het spuitgieten van de buitenschalen van bumper is polypropyleen. Dit materiaal geniet de voorkeur omdat het licht en flexibel is en bestand is tegen schokken en chemicaliën. Om de stijfheid en slagvastheid te verbeteren, wordt het vaak gemodificeerd met vulstoffen of rubber, bijv. thermoplastische olefinen (TPO).

De bumpers van hoogwaardige voertuigen worden meestal gemaakt van een mengsel van PC+ABS. Deze materiaalhybride biedt een superieure kopstabiliteit, taaiheid en oppervlaktekwaliteit in vergelijking met zuiver PP. De aanbevolen oppervlaktebehandeling varieert afhankelijk van het materiaal waarvan de bumper is gemaakt.

Kunststof materialen voor autolampen

Spuitgietmaterialen voor autoverlichting moeten een combinatie van grote thermische stabiliteit, hoge optische transparantie, weerbestendigheid en schokbestendigheid bezitten. Moderne autoverlichting wordt meestal gemaakt van gespecialiseerde thermoplasten voor meer flexibiliteit in het ontwerp en een lager gewicht.

De vereisten voor de verschillende onderdelen van autoverlichting zijn verschillend. Van de lenzen wordt bijvoorbeeld een hoge lichttransmissie, UV-stabiliteit en slagvastheid en chemische weerstand verwacht. Het materiaal voor koplampen en mistlampen moet bestand zijn tegen een hoge thermische belasting (100 °C tot 190 °C). Achterlichten daarentegen vereisen kunststofmaterialen voor auto's met hoge vormbaarheid voor complexe vormen.

Oppervlaktebehandeling is een cruciaal onderdeel van autoverlichting. De behandeling kan de prestaties of de levensduur van het kunststof onderdeel verbeteren. Hieronder staan veelvoorkomende behandelingen voor verschillende onderdelen van autoverlichting.

• UV-bestendige coating: Deze behandeling is verplicht voor koplampen van PC's om degradatie door blootstelling aan de zon te voorkomen.
• Krasbestendige coating: Een harde coating wordt aangebracht op PC om de weerstand tegen krassen door wegvuil en wassen te verhogen.
• Vacuüm metalliseren: Deze behandeling wordt toegepast op reflectoren om ze reflecterend te maken.
• Hydrofobe coating: De anticondenscoating verbetert het zicht in natte omstandigheden door water af te stoten.

Automotive Materiaalvereiste voor roosters

Roosters spelen een esthetische en functionele rol. Daarom moeten kunststof materialen voor de productie van roosters een evenwicht vinden tussen duurzaamheid en esthetiek. De reden hiervoor is dat ze voortdurend worden blootgesteld aan zware omgevingsomstandigheden, wegvuil en motorwarmte.

Andere eigenschappen die automaterialen voor roosters moeten hebben, zijn dimensionale stabiliteit, goede oppervlakteafwerking, UV-bestendigheid en lichtgewicht. Het meest gebruikte materiaal voor roosters is ABS. Het wordt geprefereerd vanwege de hoge slagvastheid, stijfheid en het gemak waarmee complexe vormen kunnen worden gevormd.

Acrylonitrilstyreenacrylaat (ASA) is een geweldig alternatief voor ABS. Zwarte, gestructureerde roosters worden meestal gemaakt met PP omdat het kosteneffectief is en bestand is tegen temperaturen tot 130 °C. Populaire oppervlaktebehandelingen zijn galvaniseren, verven, UV-coaten, textureren en plasmabehandeling. De exacte oppervlaktebehandeling hangt af van het materiaal en wat de fabrikant wil bereiken.

Automaterialen voor wielkastvoeringen

De spatschermen of binnenbekledingen van spatborden zijn ontworpen om de motor, carrosserie en structurele onderdelen te beschermen tegen vuil en vocht. Ze worden blootgesteld aan zware omgevingsbelasting en constante slijtage door wegvuil.

Van de spuitgietmaterialen voor wielkastvoeringen wordt verwacht dat ze een hoge impact- en corrosiebestendigheid, temperatuurstabiliteit, chemische weerstand en duurzaamheid hebben en bijdragen aan de geluidsreductie.

Oppervlaktebehandeling van kunststof materialen voor auto's voor wielkastvoeringen wordt gedaan om ze te voorkomen, te verbeteren of te repareren.

• UV-gestabiliseerde coatings: Om barsten, vervaging en broosheid door langdurige blootstelling aan de zon te voorkomen.
• Hydrofobische coatings: Toegepast om dof plastic te verjongen.
• Zelfklevende coatings: Wordt vooral gebruikt aan de achterkant van het vilt om ervoor te zorgen dat het goed aan de wielkast vastkleeft om kieren te voorkomen.

Automaterialen voor wieldoppen

De wieldop wordt voortdurend blootgesteld aan wegvuil en omgevingsfactoren zoals hitte, strooizout en UV van de zon. Daarom moeten kunststof materialen voor wieldoppen zeer duurzaam zijn en bestand tegen schokken en corrosie.

Het meest gebruikte materiaal is ABS. Het is kosteneffectief, licht en zeer corrosiebestendig. Polycarbonaat is het beste voor zware weersomstandigheden of off-roadtoepassingen vanwege de superieure schokbestendigheid.

Automobiel Plastic Materialen voor Radiatorroosters

Radiatorroosters hebben een dubbele functie: ze beschermen de radiator en zorgen voor luchtinlaat om de motor te koelen. ABS en koolstofvezel zijn de twee aanbevolen materialen voor radiatorroosters. Ze zijn licht van gewicht en bestand tegen invloeden van buitenaf.

ABS radiatorroosters worden meestal verchroomd om hun esthetiek te verbeteren en een hoogglanzende afwerking te krijgen. UV-remmende coating is een andere veelgebruikte behandeling om barsten, vergeling en degradatie door blootstelling aan UV-straling te voorkomen.

Materiaaladvies en polijsten voor nummerplaten

Het ontwerp van kentekenplaten moet voldoen aan strenge technische en wettelijke normen, waaronder de naleving van geautomatiseerde verkeerscamera's. Dit houdt onder andere in dat ze 's nachts goed zichtbaar, leesbaar en duurzaam moeten zijn. Dit houdt ook in dat ze 's nachts goed zichtbaar, leesbaar en duurzaam moeten zijn. Het moet voldoen aan de standaard retroreflectiecoëfficiënten (ASTM E-810) voor zichtbaarheid door koplampen. ^[3].

Polycarbonaat, dat 250 keer sterker is dan glas, is het aanbevolen kunststofmateriaal voor auto's in ruwe omgevingen. Acryl wordt vaak gebruikt voor aangepaste of showplaten vanwege de hoge glans en uitstekende kleurlevendigheid. Het is echter minder duurzaam dan polycarbonaat. Veelgebruikte oppervlaktebehandelingen voor PC automaterialen voor nummerplaten zijn onder andere:

• Heldere beschermlaag: Een heldere, weerbestendige toplaag die vergeling of verkleuring voorkomt.
• Hot stamping folies: Wordt gebruikt om reliëftekens in te kleuren voor een betere leesbaarheid.
• UV-stabiele coating: Voorkomt vergeling door blootstelling aan UV-straling.

Dorpels Aanbeveling en behandeling van automaterialen

Het zijn cruciale horizontale onderdelen onder een deurkozijn. Bovendien ondersteunen ze de structurele integriteit en voorkomen ze het binnendringen van water en lucht. Ze moeten ook zwaar voetverkeer kunnen weerstaan. Daarom wordt van het ideale materiaal verwacht dat het vochtbestendig en rotbestendig is.

Composietmateriaal dat bestaat uit houtvezels en kunststof is rotbestendig en uitstekend geschikt voor vochtige ruimtes. Poedercoating is een veelgebruikte behandeling die vaak wordt gebruikt om een afwerking in kleur te creëren die bestand is tegen verbleken en krassen. Texturering of groeven kunnen ook worden uitgevoerd om de veiligheid te verbeteren.

Zijpanelen Aanbeveling en behandeling van automaterialen

Net als elk ander extern onderdeel moet het materiaal voor zijprofielen van de carrosserie bestand zijn tegen weersinvloeden, chemicaliën en schokken, en moet het een goede hechting hebben. ABS is de meest gangbare keuze. Polyurethaan (PU), TPO en PP worden echter veel gebruikt voor respectievelijk zones met een hoge impact, een uitstekende matzwarte afwerking en kosteneffectiviteit. 

Afhankelijk van het materiaal kan de behandeling bestaan uit verchromen, UV-stabiel verven en blanke coating. ABS wordt bijvoorbeeld meestal verchroomd voor een hoogglanzende luxe uitstraling.

Materiaaleisen voor veelvoorkomende onderdelen in het interieur van auto's

Comfort en veiligheid zijn meestal de belangrijkste aandachtspunten bij het kiezen van interieurmaterialen voor auto-onderdelen. Het materiaal moet bijvoorbeeld voldoen aan de emissie van vluchtige stoffen met een laag emissieniveau (FMVSS 302) en moet moeilijk ontvlambaar zijn. ^[4]. Ze moeten ook een goede oppervlakteafwerking hebben om het cabinecomfort te verbeteren.

De meest gebruikte spuitgietmaterialen voor auto's zijn PP, ABS, PC+ABS, TPE, polyvinylchloride en PU. Elk van deze materialen heeft zijn sterke en zwakke punten die het gebruik ervan beïnvloeden.

Instrumentpanelen Materiaaladvies en behandeling

Instrumentenpanelen moeten een hoge structurele integriteit hebben, voldoen aan de veiligheidsvoorschriften en esthetisch aantrekkelijk zijn. Moderne instrumentenpanelen in luxe auto's hebben vaak een soft-touch constructie. In goedkopere varianten is het meestal een harde spuitgegoten structuur.

Van het juiste materiaal wordt verwacht dat het een goede thermische stabiliteit heeft, mechanisch sterk is om zware onderdelen zoals airbags te ondersteunen, schokabsorptie heeft en esthetisch aantrekkelijk is. Het meest gebruikte kunststofmateriaal voor harde panelen in de auto-industrie is PP+Talc/EPDM. Het is kosteneffectief en biedt een uitstekende stijfheid. Andere materiaalopties zijn PC/ABS voor hogere sterkte en met lange glasvezels versterkt polypropyleen voor stijve structurele integriteit.

Zacht aanvoelende oppervlakken worden meestal bereikt met een van de volgende bekledingsmaterialen: PVC, TPO of PU. Plasmabehandeling wordt vaak gebruikt om de kunststof verf- of lijmbaar te maken. Een UV-beschermende blanke lak wordt meestal aangebracht om UV-degradatie en verbleken van de toplagen te voorkomen. Instrumentenpanelen gemaakt van PP kunnen een antistatische coating nodig hebben om het aantrekken van stof te verminderen.

Automaterialen voor deurpanelen en stijlbekleding

Het substraat of de kern van het deurpaneel kan worden gemaakt van versterkt PP vanwege de gunstige eigenschappen, zoals lage kosten, lage dichtheid en hoge vormbaarheid. ABS en composieten van natuurlijke vezels (NFC) kunnen ook worden gebruikt om het gewicht te verminderen. Op honingraat gebaseerde kunststoffen zijn een nieuw automateriaal dat steeds meer aandacht krijgt vanwege hun hoge stijfheid-gewichtsverhouding en betere akoestische eigenschappen.

Zuilversieringen worden meestal gemaakt van spuitgietmaterialen voor auto's, ABS, PC+ABS en PP. De energieabsorberende structuren achter de sierlijsten worden meestal gemaakt van polyurethaanschuim.

Soft-touch coatings zijn de meest toegepaste behandeling op hardere kunststoffen om ze zacht te laten aanvoelen en de waargenomen luxe van het interieur te verbeteren. Decoratieve inlays worden gebruikt op stijlbekledingen om ze een geborsteld aluminium of koolstofvezel look te geven.

Aanbeveling en behandeling van materiaal voor binnenhandgrepen

Interne handgrepen moeten een evenwicht vinden tussen functionaliteit, duurzaamheid en esthetiek. Ze worden meestal gemaakt van materialen die bestand zijn tegen hoogfrequent dagelijks gebruik zonder hun afwerkingskwaliteit en structurele integriteit te verliezen. ABS, PC+ABS, glasvezelversterkt PP, PMMA en TPO zijn de meest gebruikte materialen voor interne handgrepen. De behandeling omvat:

• Galvanisch: Geeft een zeer slijtvaste metallic, reflecterende afwerking
• Schilderen: ABS of PC+ABS materialen worden geverfd om een specifieke textuur te verkrijgen.
• Coating: De harde schaal wordt bedekt met een speciale, flexibele, rubberachtige laag voor een hoogwaardig gevoel.
• Plasmaoppervlaktebehandeling: Toegepast om de hechting van oppervlakken te verbeteren voor afdrukken of verven.

Automaterialen voor stuurwielen en behandeling

 Moderne auto's hebben complexe stuurwielen die een evenwicht zoeken tussen esthetiek, veiligheid, duurzaamheid en ergonomie. De materiaaleisen voor stuurwielen zijn streng. Idealiter hebben ze een sterk, lichtgewicht metalen skelet omgeven door zachte kunststof bekleding en afgewerkt met een duurzame bekleding.

Het onderliggende spuitgietmateriaal voor auto's is polyurethaanschuim. Het voelt duurzaam aan en kan gemakkelijk worden aangepast aan specifieke textuur, dichtheid en kleur. In-mold coating is de belangrijkste behandeling van PU-schuim om een uniform mat oppervlak te verkrijgen. Schilderen is niet meer nodig.

Aanbevolen materiaal en behandeling armsteun middenconsole

Dit auto-onderdeel overbrugt de kloof tussen interieuresthetiek, comfort en ergonomie. Ze verdragen langdurig fysiek contact. Daarom is duurzaamheid en slijtvastheid een belangrijke eigenschap die het juiste materiaal moet hebben. Ze moeten ook bestand zijn tegen olie en vlekken.

Het aanbevolen automateriaal voor de structurele basis is ABS-kunststof. De vulling kan gemaakt zijn van geëxpandeerd polypropyleen of traagschuim voor een betere drukverdeling. De buitenhoes is gemaakt van PU-leer of microvezelleer. Voor een zacht, eersteklas uiterlijk en gevoel.

Het is belangrijk om UV-bestendige afwerkingen aan te brengen als er synthetisch leer is gebruikt om barsten of vervagen te voorkomen. Nanokeramische coatings worden vaak op leer aangebracht om een hydrofobe, vlekbestendige laag te creëren. Hierdoor blijft het leer zacht en kunnen vloeistoffen eraf rollen.

Materiaalvereisten voor veelvoorkomende functionele onderdelen van auto's

Dit zijn essentiële mechanische en elektronische onderdelen die ervoor zorgen dat het voertuig veilig kan werken. Belangrijke functionele, niet-cosmetische onderdelen van kunststof voor auto's zijn onder andere luchtinlaatspruitstukken, handschoenenkastjes en motorkappen.

Aanbevolen materiaal en behandeling van luchtinlaatspruitstukken

Luchtinlaatspruitstukken zijn vitale motoronderdelen die lucht of lucht-brandstofmengsels naar de cilinders verdelen. Vanwege de hoge bedrijfstemperaturen tot 150 °C moet het juiste automateriaal een uitstekende thermische stabiliteit en hoge mechanische sterkte hebben.

Moderne auto's gebruiken glasvezelversterkte kunststoffen zoals Polyamide 66. Het heeft het voordeel dat het een lage thermische geleiding heeft, licht is, in complexe vormen kan worden gegoten voor een optimale luchtstroom en uitstekend bestand is tegen corrosie.

De behandeling van luchtinlaatspruitstukken omvat het polijsten van de runners tot een gladde afwerking (400-1.000 grit) om de luchtstroomsnelheid te verhogen. Natte spruitstukken behouden een lichte textuur (400 tot 600 grit) om plasvorming van brandstof op de wanden te voorkomen. De buitenkant is gecoat voor meer duurzaamheid en hittebestendigheid.

Automotive Materiaalvereiste voor handschoenenkastjes

Handschoenenkasten bieden veilige opbergruimtes voor gevoelige materialen. De belangrijkste overweging bij het kiezen van materiaal voor handschoenenkastjes is een lage gasdoorlaatbaarheid en chemische weerstand. De afwerking van het oppervlak moet overeenkomen met de kleur en textuur van het dashboard.

Het kunststofmateriaal voor auto's dat vaak wordt gebruikt voor de productie van handschoenenkastjes is PP+EPDM. De keuze wordt meestal beïnvloed door de lage kostprijs, de lage dichtheid en de hoge vormbaarheid. Bewegende onderdelen, zoals scharnieren, pennen en grendels, worden meestal van POM gemaakt. Dit materiaal heeft namelijk een uitstekende slijtvastheid en kruipweerstand.

In-mold texturing wordt vaak gebruikt om nerfstructuren op het product te creëren. Een andere populaire behandeling is het aanbrengen van soft-touch verf op het buitenste deurpaneel om schittering te verminderen. Schilderen kan ook worden gebruikt om specifieke esthetische vereisten te bereiken. Een plasmabehandeling kan worden toegepast op de oppervlakte-energie om een goede hechting voor verf mogelijk te maken.

Aanbevolen automaterialen voor motorkappen

Ze worden topcovers, shrouds of motorkapdeksels genoemd. Ze dienen zowel een esthetisch als functioneel doel. De omgeving onder de motorkap is extreem en vereist een materiaal dat in dergelijke omgevingen kan functioneren zonder vervorming. Het materiaal moet voldoen aan de veiligheidsvoorschriften met betrekking tot ontvlambaarheid (bijv. SAE J369).

PA66 versterkt met glasvezel is het meest gebruikte automateriaal vanwege de uitstekende hittebestendigheid en hoge maatvastheid. Voordelige modellen of modellen voor de massamarkt kunnen PP gebruiken om de kosten te drukken. PU wordt vaak gebruikt aan de achterkant van de harde thermoplastische bekleding voor geluids- en warmte-isolatie.

Het doel van oppervlaktebehandeling is om de esthetiek van de motorruimte te verbeteren of om het materiaal te beschermen tegen omgevingsfactoren. Siliconenvrije dressings op waterbasis kunnen worden aangebracht om kunststof oppervlakken te beschermen of de “als nieuw”-afwerking te herstellen of om verbleken te voorkomen.

Materiële verschillen tussen ICE's en NEV's

Lichtgewicht is een belangrijk concept in Nieuwe Energie Voertuigen (NEV's). Zo zijn zware gietijzeren verbrandingsmotoren (ICE's) in elektrische voertuigen vervangen door grote lithium-ionbatterijpakketten en elektromotoren.

Om de actieradius van de accu's per lading te vergroten, gebruiken NEV's veel lichtgewicht materialen zoals koolstofvezel, composieten en aluminium om het gewicht van de voertuigen te verlagen. Belangrijke materiaalverschillen tussen verbrandingsmotoren (ICE's) en NEV's zijn onder andere:

1. Aandrijflijn: ICE's gebruiken stalen of ijzeren motorblokken. EV's gebruiken daarentegen elektromotoren en koperen bedrading. EV's hebben compactere aandrijflijnen omdat er minder bewegende onderdelen zijn.
2. Constructiemateriaal: Om het gewicht van de batterijpakketten te compenseren, gebruiken EV's meestal composieten, aluminium of magnesiumlegeringen voor de structurele onderdelen.
3. Thermisch beheer: ICE's gebruiken radiatoren voor thermisch beheer. EV's gebruiken vaak speciale kunststof spuitgietonderdelen om systemen te bouwen voor luchtkoeling van de batterij.

Nieuwe materialen en ontwikkelingstrends in de auto-industrie

Er zijn nieuwe automaterialen in opkomst die de volgende generatie NEV's zullen aandrijven of hun werking efficiënter zullen maken. Onderzoekers werken bijvoorbeeld aan het gebruik van verschillende legeringen voor waterstofopslag zoals TiFe en LaNi om waterstofbrandstof op te slaan en af te geven om NEV's aan te drijven. Er zijn verschillende innovatieve kunststofmaterialen voor de auto-industrie in ontwikkeling die toekomstige trends in de auto-industrie zullen bepalen.

• Geleidende kunststoffen: Het werd ontdekt door een experimentele fout in de jaren 1970. Verdere studies toonden aan dat de toevoeging van jodium tijdens de polymerisatie van acetyleen polyacetyleen creëerde dat 30 miljoen keer beter geleid. Dit nieuwe materiaal is gebruikt bij het maken van lichtgevende diodes en is waardevol geweest in sensoren. Het zal nuttig blijken te zijn voor sensoren in zelfrijdende auto's.
• Nieuwe polymeren voor industriële toepassing: PHT is een nieuw soort plastic dat bij toeval werd ontwikkeld door Jeannette Garcia. Het plastic polymeer is harder dan bot maar weegt bijna evenveel als gewoon plastic. Het is 100% recyclebaar. Het kan in de toekomst worden gebruikt voor het lichter maken van NEV's om de energie-efficiëntie te verbeteren.
• Polytetrafluorethyleen: Scheikundige Roy Plunkett ontdekte dit materiaal in 1938. Wetenschappers blijven werken aan de ontwikkeling van een antikleeflaag van polytetrafluorethyleen die bestand is tegen temperaturen en corrosie. De toepassing in afdichtingen voor auto's zal in de toekomst waarschijnlijk verbeteren.

De combinatie van de wens om de energie-efficiëntie te verbeteren door lichtgewichtonderdelen en om de auto-industrie milieuvriendelijker te maken, heeft onderzoek naar nieuwe materialen geïnspireerd. Meer niet-functionele metalen onderdelen zullen waarschijnlijk plaats blijven maken voor kunststoffen.

Referenties

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A., & Magdalena, R. (2023). Exergiebeoordeling van kunststof auto-onderdelen. Voertuigen, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] U.S. Environmental Protection Agency. (2024, 14 maart). Wat zijn vluchtige organische stoffen (VOC's)? U.S. Environmental Protection Agency. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20: Standaardgids voor forensische verfanalyse en -vergelijking. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] Laboratorium Aeroblaze. (n.d.). Brandbaarheid van materialen in het interieur - FMVSS 302. Laboratorium Aeroblaze. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302