Innowacyjne materiały z tworzyw sztucznych dla samochodowych części konstrukcyjnych

W nowoczesnych samochodach plastik stanowi około 15-20% masy samochodu, choć może stanowić nawet 50% objętości ^[1]. Zastosowanie tworzyw sztucznych w przemyśle motoryzacyjnym stale rosło na przestrzeni lat, napędzane przez dążenie producentów samochodów do obniżania masy pojazdów.

Lżejsze pojazdy pomagają zmniejszyć zużycie paliwa. Wraz z przejściem na nowe pojazdy energetyczne (NEV), obniżenie masy jest kluczem do stłumienia lęku przed zasięgiem. Przewiduje się, że do 2030 r. masa pojazdów będzie stanowić 30%. Nowoczesne pojazdy wykorzystują tworzywa sztuczne zarówno w zewnętrznych, jak i wewnętrznych elementach konstrukcyjnych. W związku z tym klasyfikacja materiałów motoryzacyjnych opiera się na ich zastosowaniu w następujący sposób;

• Plastikowe materiały samochodowe do części zewnętrznych: Mogą one pełnić rolę estetyczną i funkcjonalną. Ze względu na swoją lokalizację muszą być odporne na warunki atmosferyczne (np. promieniowanie UV), mieć wysoką wytrzymałość na uderzenia i pożądany wygląd. Przykładami elementów zewnętrznych wykonanych z tworzyw sztucznych są kratki, zderzaki, spojlery i klamki drzwi.
• Tworzywa sztuczne do elementów wewnętrznych: Tworzywa sztuczne stosowane we wnętrzach pojazdów mogą również odgrywać rolę dekoracyjną lub funkcjonalną. Oczekuje się, że będą miały niską zawartość lotnych związków organicznych, co ma kluczowe znaczenie dla jakości powietrza w pomieszczeniach ^[2]. Inne ważne właściwości plastikowych materiałów samochodowych do elementów wewnętrznych obejmują komfort i odporność na zarysowania. Przykłady obejmują panele drzwiowe, deski rozdzielcze, konsole środkowe i otwory wentylacyjne.
• Tworzywa sztuczne do samochodowych części konstrukcyjnych: Są one również określane jako tworzywa sztuczne pod maską. Ich podstawową właściwością jest wysoka odporność chemiczna, termiczna i na zużycie, ponieważ działają w ekstremalnym środowisku. Kolektory wlotu powietrza i pokrywy silnika to przykłady części pod maską wykonanych z tworzyw sztucznych.  

Uwagi dotyczące konstrukcji i materiałów zewnętrznych części samochodowych

Projektowanie zewnętrznych części samochodowych z wykorzystaniem materiałów do formowania wtryskowego musi zapewniać równowagę między wydajnością operacyjną, estetyką i długoterminową rentownością. Projektanci muszą wziąć pod uwagę standaryzację, serializację i komunalizację, aby poprawić jakość i obniżyć koszty.

• Standaryzacja: Korzystanie ze standardowych, gotowych części lub trzymanie się standardowych wymiarów branżowych skraca czas projektowania i poprawia kompatybilność.
• Serializacja: Wykorzystanie tej samej konstrukcji bazowej do produkcji różnych rozmiarów lub możliwości poprawia ekonomię skali.
• Komunalizacja: Używanie identycznych części, takich jak te same klamki drzwi, w różnych modelach samochodów zmniejsza złożoność i ułatwia konserwację.

Inżynieryjne zasady racjonalności, zaawansowania, łatwości konserwacji, niezawodności, oszczędności i możliwości produkcji muszą być również brane pod uwagę, aby zapewnić, że część jest opłacalna, trwała i funkcjonalna.

Dlaczego tworzywa sztuczne są wykorzystywane do produkcji części samochodowych

Kilka kluczowych czynników wpływa na rosnące wykorzystanie tworzyw sztucznych do produkcji części konstrukcyjnych w branży motoryzacyjnej. Lekkość pozostaje na szczycie tych czynników. Osiągnięcie redukcji masy zwiększyło oszczędność paliwa w samochodach. Im lżejszy samochód, tym mniej energii będzie potrzebował do poruszania się. Inne czynniki, które sprzyjają stosowaniu tworzyw sztucznych w produkcji części samochodowych to:

• Kwestie bezpieczeństwa: Nowe materiały motoryzacyjne są projektowane tak, aby lepiej pochłaniać i rozprowadzać energię podczas zderzenia. Na przykład bardziej miękkie materiały zderzaków zmniejszają ryzyko obrażeń w przypadku zderzeń o niskiej sile uderzenia w porównaniu ze sztywnymi zderzakami.
• Tłumienie hałasu i wibracji: Tworzywa sztuczne pochłaniają drgania, co pomaga w tłumieniu hałasu. Dzięki tworzywom sztucznym producenci samochodów mogą wyeliminować dodatkowy ciężar związany z użyciem materiałów tłumiących dźwięk, aby osiągnąć ten sam efekt. Dzięki temu jazda jest cichsza i bardziej komfortowa.
• Estetyka i elastyczność projektowania: Tworzywa sztuczne mogą być formowane w złożone kształty przy użyciu precyzyjnych technik formowania. W rezultacie producenci samochodów mają elastyczność w tworzeniu złożonych, estetycznych projektów, eliminując potrzebę kosztownego przetwarzania wtórnego.
• Odporność na warunki atmosferyczne: Wiele nowych materiałów stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym zostało opracowanych w celu poprawy takich właściwości, jak odporność na korozję, chemikalia, promieniowanie UV, rdzę i ekstremalne temperatury. Te ulepszone właściwości zwiększają ich trwałość w rzeczywistych zastosowaniach.
• Wpływ na środowisko i zrównoważony rozwój: Przemysł motoryzacyjny skupia się na zrównoważonym rozwoju. Tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu są coraz częściej stosowane w częściach pojazdów, ponieważ można je łatwo poddać recyklingowi. Ponadto, proces produkcji tworzyw sztucznych jest zazwyczaj mniej energochłonny w porównaniu do produkcji metali.

Wymagania materiałowe dla typowych zewnętrznych części samochodowych

Połączenie przepisów bezpieczeństwa, trudnych warunków środowiskowych, wydajności produkcji i wymagań estetycznych wpływa na wybór materiału używanego do produkcji zewnętrznych części samochodowych. Na przykład zewnętrzne części samochodowe są narażone na działanie czynników środowiskowych, takich jak promieniowanie UV, ekstremalne temperatury i narażenie chemiczne.

Oprócz czynników środowiskowych, części zewnętrzne są również narażone na działanie czynników mechanicznych, takich jak ścieranie i uderzenia. Dlatego muszą być wykonane z materiałów motoryzacyjnych, które zachowują swój kształt przez cały cykl życia pojazdu i wytrzymują obciążenia strukturalne.

Wymagania materiałowe dla zderzaków

Nowoczesne zderzaki samochodowe to złożone konstrukcje, które zawierają komponenty elektroniczne, takie jak kamery i czujniki. Ponadto oczekuje się, że będą one spełniać wymogi prawne w zakresie bezpieczeństwa. W związku z tym oczekuje się, że materiały samochodowe na zderzaki będą równoważyć pochłanianie uderzeń, trwałość, wytrzymałość strukturalną i opłacalność.

Podstawowym materiałem powszechnie stosowanym do formowania wtryskowego zewnętrznych powłok zderzaków jest polipropylen. Jest on preferowany, ponieważ jest lekki, elastyczny i odporny na uderzenia i chemikalia. Aby poprawić jego sztywność i odporność na uderzenia, jest on często modyfikowany wypełniaczami lub gumą, np. termoplastycznymi olefinami (TPO).

Zderzaki pojazdów klasy premium lub high-end są zwykle wykonane z mieszanki PC+ABS. Ten hybrydowy materiał zapewnia lepszą stabilność, wytrzymałość i jakość powierzchni w porównaniu do czystego PP. Zalecana obróbka powierzchni będzie się różnić w zależności od materiału użytego do produkcji zderzaka.

Plastikowe materiały samochodowe do oświetlenia pojazdów

Materiały do formowania wtryskowego do oświetlenia samochodowego muszą charakteryzować się dużą stabilnością termiczną, wysoką przezroczystością optyczną, odpornością na warunki atmosferyczne i uderzenia. Nowoczesne oświetlenie samochodowe jest w większości wykonane ze specjalistycznych tworzyw termoplastycznych zapewniających elastyczność projektowania i lekkość.

Wymagania dotyczące różnych części oświetlenia samochodowego są różne. Na przykład od soczewek oczekuje się wysokiej przepuszczalności światła, stabilności UV, a także odporności na uderzenia i chemikalia. Materiał na reflektory i światła przeciwmgielne musi wytrzymywać wysokie obciążenia termiczne (od 100 °C do 190 °C). Z kolei światła tylne wymagają tworzyw sztucznych dla przemysłu motoryzacyjnego, charakteryzujących się wysoka formowalność dla złożonych kształtów.

Obróbka powierzchni jest kluczową częścią oświetlenia samochodowego. Obróbka może zwiększyć wydajność lub żywotność elementu z tworzywa sztucznego. Poniżej znajdują się typowe zabiegi dla różnych komponentów oświetlenia samochodowego.

• Powłoka odporna na promieniowanie UV: Obróbka ta jest obowiązkowa dla reflektorów PC, aby zapobiec degradacji spowodowanej ekspozycją na słońce.
• Powłoka odporna na zarysowania: Twarda powłoka jest nakładana na PC w celu zwiększenia jego odporności na zarysowania spowodowane zanieczyszczeniami drogowymi i myciem.
• Metalizacja próżniowa: Obróbka ta jest stosowana do reflektorów, aby uczynić je odblaskowymi.
• Powłoka hydrofobowa: Powłoka przeciwmgielna poprawia widoczność w mokrych warunkach, odpychając wodę.

Wymagania materiałowe dla kratek samochodowych

Kratki odgrywają rolę estetyczną i funkcjonalną. Dlatego też tworzywa sztuczne do produkcji kratek samochodowych muszą zapewniać równowagę między trwałością a estetycznym wyglądem. Powodem jest to, że są one stale narażone na trudne warunki środowiskowe, zanieczyszczenia drogowe i ciepło silnika.

Inne cechy materiałów samochodowych do produkcji kratek powinny obejmować stabilność wymiarową, dobre wykończenie powierzchni, odporność na promieniowanie UV i lekkość. Najpopularniejszym materiałem do produkcji kratek jest ABS. Jest on preferowany ze względu na wysoką odporność na uderzenia, sztywność i łatwość formowania złożonych kształtów.

Akrylonitryl-styren-akrylan (ASA) jest świetną alternatywą dla ABS. Czarne, teksturowane kratki są najczęściej wykonane z PP, ponieważ jest on opłacalny i może wytrzymać temperatury do 130 °C. Popularne metody obróbki powierzchni obejmują galwanizację, malowanie, powlekanie UV, teksturowanie i obróbkę plazmową. Dokładna obróbka powierzchni będzie zależeć od materiału i tego, co producent chce osiągnąć.

Materiały motoryzacyjne do wykładzin obudów kół

Osłony przeciwbryzgowe lub wewnętrzne błotniki zostały zaprojektowane w celu ochrony silnika, nadwozia i elementów konstrukcyjnych przed zanieczyszczeniami i wilgocią. Są one narażone na duże obciążenia środowiskowe i ciągłe ścieranie przez zanieczyszczenia drogowe.

Oczekuje się, że materiały do formowania wtryskowego dla przemysłu motoryzacyjnego będą charakteryzować się wysoką odpornością na uderzenia i korozję, stabilnością temperaturową, odpornością chemiczną, trwałością i przyczyniać się do redukcji hałasu.

Obróbka powierzchni tworzyw sztucznych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji okładzin obudów kół ma na celu zapobieganie, ulepszanie lub naprawę.

• Powłoki stabilizowane promieniami UV: Zapobiega pękaniu, blaknięciu i kruchości spowodowanym długotrwałą ekspozycją na słońce.
• Powłoki hydrofobowe: Stosowany do odmładzania matowego plastiku.
• Powłoki samoprzylepne: Używany głównie na tylnej stronie filcu, aby zapewnić jego prawidłowe przyleganie do obudowy koła i zapobiec powstawaniu szczelin.

Materiały motoryzacyjne do pokrowców na koła

Osłona koła jest stale narażona na działanie zanieczyszczeń drogowych i czynników środowiskowych, takich jak ciepło, sól drogowa i promieniowanie UV. Dlatego też tworzywa sztuczne stosowane do produkcji osłon kół muszą być bardzo trwałe i odporne na uderzenia i korozję.

Powszechnie stosowanym materiałem jest ABS. Jest on ekonomiczny, lekki i wysoce odporny na korozję. Poliwęglany są najlepsze do trudnych warunków pogodowych lub zastosowań terenowych ze względu na ich doskonałą odporność na uderzenia.

Plastikowe materiały motoryzacyjne do kratek chłodnicy

Kratki chłodnicy pełnią podwójną funkcję: chronią chłodnicę i umożliwiają wlot powietrza do chłodzenia silnika. ABS i włókno węglowe to dwa zalecane materiały do produkcji kratek chłodnicy. Są one lekkie i odporne na czynniki środowiskowe.

Kratki chłodnicy ABS są zwykle chromowane, aby poprawić ich estetykę i zapewnić wykończenie na wysoki połysk. Powłoka z inhibitorami UV jest kolejnym powszechnym zabiegiem zapobiegającym pękaniu, żółknięciu i degradacji w wyniku ekspozycji na promieniowanie UV.

Zalecenia dotyczące materiałów i polerowania tablic rejestracyjnych

Projekt tablic rejestracyjnych musi spełniać surowe normy inżynieryjne i prawne, w tym zgodność z automatycznymi kamerami drogowymi. Obejmuje to zapewnienie widoczności w nocy, czytelności i trwałości. Muszą spełniać standardowe współczynniki odbicia (ASTM E-810) dla widoczności w świetle reflektorów. ^[3].

Poliwęglan, który jest 250 razy bardziej wytrzymały niż szkło, jest zalecanym tworzywem sztucznym do zastosowań motoryzacyjnych w trudnych warunkach. Akryl jest często używany do produkcji tablic niestandardowych lub wystawowych ze względu na wysoki połysk i doskonałą żywość kolorów. Jest on jednak mniej wytrzymały niż poliwęglan. Typowa obróbka powierzchni materiałów motoryzacyjnych PC do tablic rejestracyjnych obejmuje:

• Przezroczysta powłoka ochronna: Bezbarwna, odporna na warunki atmosferyczne powłoka nawierzchniowa, która zapobiega żółknięciu i blaknięciu.
• Folie do tłoczenia na gorąco: Służy do kolorowania wytłoczonych znaków dla lepszej czytelności.
• Powłoka odporna na promieniowanie UV: Zapobiega żółknięciu pod wpływem promieniowania UV.

Zalecenia i obróbka materiałów samochodowych do progów drzwi

Są to krytyczne poziome elementy znajdujące się pod ramą drzwi. Dodatkowo wspierają integralność strukturalną i zapobiegają przenikaniu wody i powietrza. Mają one również wytrzymywać duży ruch pieszy. Dlatego też od idealnego materiału oczekuje się odporności na wilgoć i gnicie.

Materiał kompozytowy składający się z włókien drzewnych i plastiku jest odporny na gnicie i doskonale nadaje się do obszarów o wysokiej wilgotności. Powłoka proszkowa jest często stosowanym zabiegiem w celu stworzenia wykończenia dostosowanego do koloru, odpornego na blaknięcie i zarysowania. Teksturowanie lub rowkowanie może być również wykonane w celu poprawy bezpieczeństwa.

Listwy boczne Zalecenia i obróbka materiałów samochodowych

Jak każda inna część zewnętrzna, materiał na listwy boczne nadwozia musi być odporny na działanie czynników atmosferycznych, chemikaliów i uderzeń, a także musi charakteryzować się dobrą przyczepnością. Najczęściej wybieranym materiałem jest ABS. Jednak poliuretan (PU), TPO i PP są szeroko stosowane w strefach o wysokiej odporności na uderzenia, uzyskując doskonałe matowe czarne wykończenie i opłacalność. 

W zależności od materiału, obróbka może obejmować chromowanie, malowanie odporne na promieniowanie UV i przezroczystą powłokę. Na przykład ABS jest zwykle chromowany, aby zapewnić luksusowy wygląd o wysokim połysku.

Wymagania materiałowe dla typowych komponentów wnętrza samochodu

Komfort i bezpieczeństwo są zwykle głównymi kwestiami przy wyborze materiałów wewnętrznych do samochodowych części konstrukcyjnych. Na przykład, materiał musi być zgodny z normą emisji związków o niskiej lotności (FMVSS 302) i być trudnopalny ^[4]. Muszą mieć również dobre wykończenie powierzchni, aby poprawić komfort w kabinie.

Powszechnie stosowane materiały do formowania wtryskowego części samochodowych obejmują PP, ABS, mieszankę PC + ABS, TPE, polichlorek winylu i PU. Każdy z tych materiałów ma swoje mocne i słabe strony, które wpływają na jego zastosowanie.

Zalecenia materiałowe i obróbka paneli instrumentów

Tablice przyrządów muszą mieć wysoką integralność strukturalną, spełniać przepisy bezpieczeństwa i być estetyczne. Nowoczesne tablice przyrządów w pojazdach luksusowych często mają konstrukcję miękką w dotyku. W wariantach ekonomicznych jest to zazwyczaj twarda konstrukcja formowana wtryskowo.

Odpowiedni materiał powinien charakteryzować się dobrą stabilnością termiczną, wytrzymałością mechaniczną, aby wspierać ciężkie komponenty, takie jak poduszki powietrzne, pochłaniać uderzenia i być estetyczny. Powszechnie stosowanym w branży motoryzacyjnej tworzywem sztucznym do produkcji sztywnych paneli jest PP+Talc/EPDM. Jest on opłacalny i oferuje doskonałą sztywność. Inne opcje materiałowe obejmują PC/ABS dla większej wytrzymałości i długi polipropylen wzmocniony włóknem szklanym dla sztywnej integralności strukturalnej.

Miękkie w dotyku powierzchnie są zwykle uzyskiwane przy użyciu jednego z następujących materiałów pokryciowych: PVC, TPO lub PU. Obróbka plazmowa jest powszechnie stosowana do malowania lub klejenia tworzyw sztucznych. Aby zapobiec degradacji UV i blaknięciu górnych warstw, zwykle stosuje się bezbarwną powłokę ochronną UV. Panele przyrządów wykonane z PP mogą wymagać powłoki antystatycznej w celu zmniejszenia przyciągania kurzu.

Materiały motoryzacyjne do paneli drzwi i listew słupków

Podłoże lub rdzeń panelu drzwi może być wykonany ze wzmocnionego PP ze względu na jego korzystne właściwości, w tym niski koszt, niską gęstość i wysoką podatność na formowanie. ABS i kompozyty z włókien naturalnych (NFC) mogą być również stosowane w celu zmniejszenia masy. Tworzywa sztuczne o strukturze plastra miodu to nowy materiał motoryzacyjny, który zyskuje na popularności ze względu na wysoki stosunek sztywności do masy i lepsze właściwości akustyczne.

Nakładki na słupki wykonane są głównie z samochodowych materiałów formowanych wtryskowo, ABS, PC+ABS i PP. Struktury pochłaniające energię za listwami są zwykle wykonane z pianki poliuretanowej.

Miękkie w dotyku powłoki są najczęściej stosowane do twardszych tworzyw sztucznych, aby nadać im miękkość i poprawić postrzegany luksus wnętrza. Ozdobne inkrustacje są stosowane na wykończeniach słupków, aby nadać im wygląd szczotkowanego aluminium lub włókna węglowego.

Zalecenia dotyczące materiałów i obróbki klamek wewnętrznych

Uchwyty wewnętrzne muszą równoważyć funkcjonalność, trwałość i estetykę. Zazwyczaj są one wykonane z materiałów, które mogą wytrzymać codzienne użytkowanie z dużą częstotliwością bez utraty jakości wykończenia i integralności strukturalnej. ABS, PC+ABS, PP wzmocniony włóknem szklanym, PMMA i TPO to powszechnie stosowane materiały do produkcji uchwytów wewnętrznych. Obróbka obejmuje:

• Galwanizacja: Daje bardzo odporne na zużycie metaliczne, odblaskowe wykończenie
• Malowanie: Materiały ABS lub PC+ABS są malowane w celu uzyskania określonej tekstury.
• Powłoka: Pokrycie twardej skorupy specjalistyczną, elastyczną, gumową powłoką zapewnia wysoką jakość.
• Plazmowa obróbka powierzchni: Stosowany w celu zwiększenia przyczepności powierzchni do drukowania lub malowania.

Materiały motoryzacyjne do kierownic i obróbki

 Nowoczesne samochody mają złożone kierownice, które równoważą estetykę, bezpieczeństwo, trwałość i ergonomię. Wymagania materiałowe dla kierownic są surowe. Idealne rozwiązanie to mocny, lekki metalowy szkielet otoczony miękką plastikową wyściółką i wykończony trwałym pokryciem.

Podpowierzchniowym materiałem do formowania wtryskowego w branży motoryzacyjnej jest pianka poliuretanowa. Zapewnia ona trwałe wrażenia dotykowe i można ją łatwo dostosować do określonej tekstury, gęstości i koloru. Powlekanie w formie jest głównym sposobem obróbki pianki PU w celu uzyskania jednolitej matowej powierzchni. Eliminuje to również potrzebę malowania.

Zalecany materiał i obróbka podłokietnika konsoli środkowej

Ta część samochodowa wypełnia lukę między estetyką wnętrza, komfortem i ergonomią. Wytrzymują one długotrwały kontakt fizyczny. Dlatego ważną cechą, jaką musi posiadać odpowiedni materiał, jest trwałość i odporność na zużycie. Muszą być również odporne na olej i plamy.

Zalecanym materiałem samochodowym na podstawę konstrukcyjną jest tworzywo ABS. Wyściółka może być wykonana ze spienionego polipropylenu lub pianki z pamięcią kształtu, aby poprawić rozkład nacisku. Zewnętrzne pokrycie wykonane jest ze skóry PU lub mikrofibry. Zapewnia to miękki i przyjemny w dotyku wygląd.

Ważne jest, aby zastosować wykończenia odporne na promieniowanie UV, jeśli użyto skóry syntetycznej, aby zapobiec pękaniu lub blaknięciu. Powłoki nanoceramiczne są często nakładane na skórę w celu stworzenia hydrofobowej, odpornej na plamy warstwy. Pozwala to zachować miękkość i umożliwia spływanie płynów.

Wymagania materiałowe dla typowych części samochodowych

Są to niezbędne komponenty mechaniczne i elektroniczne, które umożliwiają bezpieczne działanie pojazdu. Kluczowe funkcjonalne, niekosmetyczne części wykonane z samochodowych tworzyw sztucznych obejmują kolektory wlotu powietrza, schowki i pokrywy silnika.

Zalecany materiał i obróbka kolektora dolotowego powietrza

Kolektory dolotowe powietrza są kluczowymi komponentami silnika, które rozprowadzają powietrze lub mieszankę paliwowo-powietrzną do cylindrów. Ze względu na wysokie temperatury pracy sięgające 150 °C, odpowiedni materiał motoryzacyjny musi charakteryzować się doskonałą stabilnością termiczną i wysoką wytrzymałością mechaniczną.

Nowoczesne samochody wykorzystują tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym, takie jak poliamid 66. Jego zaletą jest niska przewodność cieplna, lekkość, możliwość formowania w skomplikowane kształty dla optymalnego przepływu powietrza i doskonała odporność na korozję.

Obróbka kolektorów dolotowych powietrza obejmuje polerowanie prowadnic do gładkiego wykończenia (ziarnistość 400-1000) w celu zwiększenia prędkości przepływu powietrza. Mokre kolektory zachowują lekką teksturę (ziarnistość od 400 do 600), aby zapobiec gromadzeniu się paliwa na ściankach. Zewnętrzna strona jest powlekana w celu zwiększenia trwałości i zapewnienia odporności na ciepło.

Wymagania materiałowe dla schowków samochodowych

Komory rękawicowe zapewniają bezpieczne miejsce do przechowywania wrażliwych materiałów. Głównym kryterium wyboru materiału na schowki jest niska przepuszczalność gazów i odporność chemiczna. Wykończenie powierzchni musi pasować do koloru i tekstury deski rozdzielczej.

Powszechnie stosowanym tworzywem sztucznym do produkcji schowków samochodowych jest PP+EPDM. Wybór ten jest zwykle podyktowany niskim kosztem, niską gęstością i wysoką formowalnością. Części ruchome, takie jak zawiasy, sworznie i zatrzaski, są zwykle wykonane z POM. Materiał ten charakteryzuje się doskonałą odpornością na zużycie i pełzanie.

Teksturowanie w formie jest często używane do tworzenia tekstur ziarnistych na produkcie. Innym popularnym zabiegiem jest malowanie zewnętrznego panelu drzwi w celu zmniejszenia odblasków. Malowanie może być również stosowane w celu osiągnięcia określonych wymagań estetycznych. Obróbka plazmowa może być zastosowana do energii powierzchniowej, aby umożliwić właściwą przyczepność farb.

Zalecane materiały motoryzacyjne na pokrywy silnika

Są one nazywane osłonami górnymi, osłonami lub osłonami silnika. Służą one zarówno celom estetycznym, jak i funkcjonalnym. Środowisko pod maską jest ekstremalne i wymaga materiału, który może funkcjonować w takim środowisku bez deformacji. Materiał musi być zgodny z przepisami bezpieczeństwa dotyczącymi palności (np. SAE J369).

PA66 wzmocniony włóknem szklanym jest głównym materiałem stosowanym w przemyśle motoryzacyjnym ze względu na doskonałą odporność na ciepło i wysoką stabilność wymiarową. Ekonomiczne lub masowe modele pojazdów mogą wykorzystywać PP ze względu na efektywność kosztową. PU jest często stosowany z tyłu sztywnej osłony termoplastycznej w celu izolacji akustycznej i termicznej.

Celem obróbki powierzchni jest albo zwiększenie estetyki komory silnika, albo ochrona materiału przed czynnikami środowiskowymi. Opatrunki na bazie wody bez silikonu mogą być stosowane w celu ochrony lub przywrócenia “jak nowego” wykończenia na powierzchniach z tworzyw sztucznych lub zapobiegania blaknięciu.

Istotne różnice między pojazdami typu ICE i NEV

Lekkość jest ważną koncepcją w pojazdach New Energy Vehicles (NEV). Na przykład, ciężkie żeliwne silniki spalinowe (ICE) zostały zastąpione w pojazdach elektrycznych z akumulatorami dużymi akumulatorami litowo-jonowymi i silnikami elektrycznymi.

Aby zwiększyć zasięg, jaki akumulatory mogą pokonać na jednym ładowaniu, pojazdy NEV wykorzystują wiele lekkich materiałów, takich jak włókno węglowe, kompozyty i aluminium, aby obniżyć wagę pojazdów. Kluczowe różnice materiałowe między silnikami spalinowymi (ICE) a NEV obejmują:

1. Układ napędowy: ICE wykorzystują stalowe lub żelazne bloki silnika. Z kolei pojazdy elektryczne wykorzystują silniki elektryczne i okablowanie o dużej zawartości miedzi. Pojazdy elektryczne mają bardziej kompaktowe układy napędowe ze względu na mniejszą liczbę ruchomych części.
2. Materiał konstrukcyjny: Aby zrównoważyć wagę akumulatorów, pojazdy elektryczne zazwyczaj wykorzystują kompozyty, aluminium lub stopy magnezu jako elementy konstrukcyjne.
3. Zarządzanie temperaturą: ICE wykorzystują chłodnice do zarządzania temperaturą. Pojazdy elektryczne często wykorzystują specjalistyczne części formowane z tworzyw sztucznych do budowy systemów chłodzenia akumulatora powietrzem.

Nowe materiały i trendy rozwojowe w przemyśle motoryzacyjnym

Pojawiają się nowe materiały motoryzacyjne, które albo napędzą następną generację pojazdów NEV, albo sprawią, że ich działanie będzie bardziej wydajne. Na przykład, naukowcy pracują nad wykorzystaniem różnych stopów do przechowywania wodoru, takich jak TiFe i LaNi, do przechowywania i uwalniania paliwa wodorowego do napędzania pojazdów NEV. Opracowywanych jest kilka innowacyjnych tworzyw sztucznych dla przemysłu motoryzacyjnego, które będą dyktować przyszłe trendy w branży motoryzacyjnej.

• Przewodzące tworzywa sztuczne: Został on odkryty w wyniku błędu eksperymentalnego w latach 70. ubiegłego wieku. Dalsze badania wykazały, że dodanie jodu podczas polimeryzacji acetylenu stworzyło poliacetylen, który jest 30 milionów razy bardziej przewodzący. Ten nowy materiał został wykorzystany do tworzenia diod elektroluminescencyjnych i był cenny w czujnikach. Może okazać się przydatny w czujnikach w samojezdnych samochodach.
• Nowe polimery do zastosowań przemysłowych: PHT to nowy rodzaj plastiku, który został przypadkowo opracowany przez Jeannette Garcię. Plastikowy polimer jest twardszy niż kość, ale waży prawie tyle samo, co zwykły plastik. Nadaje się do recyklingu 100%. W przyszłości może być wykorzystywany do odchudzania pojazdów NEV w celu poprawy efektywności energetycznej.
• Politetrafluoroetylen: Chemik Roy Plunkett odkrył ten materiał w 1938 roku. Naukowcy nadal pracują nad rozwojem politetrafluoroetylenowej powłoki nieprzywierającej, która może oferować właściwości odporności na temperaturę i korozję. Jego zastosowanie jako uszczelki samochodowe prawdopodobnie ulegnie poprawie w przyszłości.

Połączenie dążenia do poprawy efektywności energetycznej poprzez zmniejszenie masy pojazdów i uczynienie przemysłu motoryzacyjnego bardziej przyjaznym dla środowiska zainspirowało badania nad nowymi materiałami. Bardziej niefunkcjonalne części metalowe będą prawdopodobnie nadal ustępować miejsca tworzywom sztucznym.

Referencje

[1] Ortego, A., Russo, S., Iglesias-Émbil, M., Valero, A. i Magdalena, R. (2023). Ocena egzergii plastikowych części samochodowych. Pojazdy, 5(3), 1211-1226. https://doi.org/10.3390/vehicles5030067

[2] Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska. (2024, 14 marca). Czym są lotne związki organiczne (LZO)? Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/what-are-volatile-organic-compounds-vocs

[3] ASTM International. (2020). E0810-20: Standardowy przewodnik dotyczący kryminalistycznej analizy i porównania farb. ASTM International. https://www.astm.org/e0810-20.html

[4] Aeroblaze Laboratory. (n.d.). Palność materiałów wewnętrznych - FMVSS 302. Aeroblaze Laboratory. https://www.aeroblazelab.com/tests/flammability-interior-materials-fmvss-302