З чого роблять кузова автомобілів?

310

Ні в одному іншому елементі автомобіля не використано так багато різноманітних матеріалів, як в кузові. У даній статті ми поговоримо з чого роблять кузова автомобілів? Які технології з’явилися?

Для виготовлення кузова необхідно сотні окремих частин, які потім потрібно з’єднати в одну конструкцію, що сполучає в собі всі частини сучасного автомобіля. Для легкості, міцності, безпечності та мінімальної вартості кузова конструкторам необхідно весь час йти на компроміси, шукати нові технології, нові матеріали.

Розглянемо недоліки та переваги основних матеріалів, що використовуються при виготовленні кузовів авто.

Сталь для кузова автомобіля

Основні деталі кузова виготовляють із сталі, алюмінієвих сплавів, пластмас та скла. Причому перевага віддається листової низьковуглецевої сталі товщиною 0,65…2 мм. Завдяки застосуванню останньої вдалося знизити загальну масу машини і підвищити жорсткість кузова.


Це викликане її високою механічною міцністю, недефицитностью, здатністю до глибокої витяжки (можна одержувати деталі складної форми), технологічністю з’єднання деталей зварюванням. Недоліками цього матеріалу є висока щільність і низька корозійна стійкість, вимагає складних заходів щодо захисту від корозії.

Конструкторам потрібно, щоб сталь була міцною і забезпечувала високий рівень пасивної безпеки, а технологам потрібна хороша штампуємість. І головне завдання металургів – догодити і тим, і іншим. Тому розроблено новий сорт сталі, що дозволяє спростити виробництво і в подальшому отримати задані властивості кузова.

Виготовляється кузов в кілька етапів. З самого початку виготовлення із сталевих листів, які мають різну товщину, штампуються окремі деталі. Після ці деталі зварюються в великі вузли і за допомогою зварювання збираються в одне ціле. Зварювання на сучасних заводах ведуть роботи.

Переваги стали:

  • низька вартість;
  • висока ремонтопридатність кузова;
  • відпрацьована технологія виробництва та утилізації.

Недоліки стали:

  • найбільша маса;
  • потрібно антикорозійний захист від корозії;
  • потреба у великій кількості штампів;
  • обмежений термін служби.

Що в майбутньому? Вдосконалення технологій виробництва і штампування, збільшення в структурі кузова частки високоміцних сталей. І застосування сверхвысокопрочных сплавів нового покоління. До них можна віднести TWIP-сталь з високим вмістом марганцю (до 20%). Дана сталь володіє особливим механізмом пластичної деформації, завдяки якому відносне подовження може досягати 70%, а межа міцності – 1300 МПа. Для прикладу: міцність звичайних сталей становить до 210 МПа, а високоміцних – від 210 до 550 МПа.

Алюміній для кузова автомобіля

Алюмінієві сплави для виготовлення автомобільних кузовів почали використовувати відносно недавно. Використовують алюміній при виготовленні всього кузова або його окремих деталей – капот, двері, кришка багажника.

структура кузова авто - содержание стали

Алюмінієві сплави застосовуються в обмеженій кількості. Оскільки міцність і жорсткість цих сплавів нижче, ніж у сталі, тому доводиться збільшувати товщину деталей і істотного зниження маси кузова отримати не вдається. Крім того, шумоїзолірующая здатність алюмінієвих деталей нижче, ніж сталевих, і потрібні більш складні заходи для досягнення акустичної характеристики кузова.

Початковий етап виготовлення алюмінієвого кузова схожий з виготовленням сталевого. Деталі спочатку штампуються з листа алюмінію, потім збираються в цілу конструкцію. Зварювання використовується в середовищі аргону, з’єднання на заклепках і/або з використанням спеціального клею, лазерне зварювання. Також до сталевого каркасу, який виготовлений з труб різного перерізу, кріпляться кузовні панелі.

Переваги

  • можливість виготовити деталі будь-якої форми;
  • кузов легше сталевого, при цьому міцність рівна;
  • легкість в обробці, вторинна переробка не становить праці;
  • стійкість до корозії, а також низька ціна технологічних процесів.

Недоліки алюмінію:

  • низька ремонтопридатність;
  • необхідність в дорогих способи з’єднання деталей;
  • необхідність спеціального обладнання;
  • значно дорожче стали, так як енерговитрати набагато вище.

Склопластик і пластмаси

Під назвою склопластик мається на увазі будь-волокнистий наповнювач, який просочений полімерними смолами. Найбільш відомими наповнювачами вважаються – карбон, склотканина і кевлар.

Близько 80% пластмас, застосовуваних в автомобілях, припадає на п’ять типів матеріалів: поліуретани, поливинилхлориды, полипропилены, АБС-пластики, склопластики. Решта 20% складають поліетилени, поліаміди, поліакрилати, полікарбонати.

Із склопластиків виготовляють зовнішні панелі кузовів, що забезпечує суттєве зменшення маси автомобіля. З поліуретану роблять подушки і спинки сидінь, протиударні накладки. Порівняно новим напрямом є застосування цього матеріалу для виготовлення крил, капотів, кришок багажника.

Поливинилхлориды застосовують для виготовлення багатьох фасонних деталей (щити приладів, рукоятки) і оббивних матеріалів (тканини, мати). З поліпропілену роблять корпуси фар, рульові колеса, перегородки та багато іншого. АБС-пластики використовують для різних облицювальних деталей.

Переваги склопластику:

  • при високій міцності маленький вагу;
  • поверхня деталей володіє хорошими декоративними якостями;
  • простота у виготовленні деталей, що мають складну форму;
  • великі розміри кузовних деталей.

Недоліки склопластику:

  • висока вартість наповнювачів;
  • висока вимога до точності форм і чистоті;
  • час виготовлення деталей досить тривалий;
  • при пошкодженнях складність в ремонті.

Автомобільна промисловість не стоїть на місці і розвивається в догоду споживача, який хоче швидкий і безпечний автомобіль. Це призведе до того, що у виробництві авто використовуються нові, які відповідають сучасним вимогам матеріали.