Новые композитные материалы в автомобиле

Главная » Автожизнь » Новые композитные материалы в автомобиле — применение конструкции

Активное внедрение новых композитных материалов в автомобиль, во все отрасли мировой экономики не обошло стороной и машиностроение. Научный и инженерный состав всех известных автомобильных производителей ведет интенсивные изыскательские работы по замене традиционных изделий высокотехнологичными инновационными аналогами с усиленными прочностными качествами и меньшей плотностью. Современный автомобиль включает в себя множество деталей и агрегатов, произведенных из высокотехнологичных полимерных композиционных материалов (ПКМ), сложных сплавов и т.д.

Продуценты автокаров тесно сотрудничают с горно-металлургическими, химическими и иными компаниями, а также отраслевыми НИИ. Основная цель – использовать достижения науки и техники для усиления физических и механических качеств конструкционных узлов, и снизить вес автомобиля.

Большинство совместных проектов связано с применением в автомобильной индустрии на основе полимерных композитных материалов. Так, концерн Ford совместно с химической компанией DowAksa и американским центром инноваций реализует крупный проект по созданию принципиально нового средства передвижения с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Идея основана на широком использовании в авто углеродных волоконных композитов.

Видео о композитных материалах автомобиля

Первые позитивные результаты уже нашли отражение в Ford GT. Эксперты отмечают улучшенную управляемость и быстрый разгон машины, чего трудно добиться без придания отдельным компонентам повышенной гибкости и жесткости. Из углепластика изготовлен кузов. Колесные диски представлены специальными алюминиевыми сплавами. Это дало возможность снизить вес болида на 12%. Всего же концерн предполагает уменьшить вес крупногабаритных кроссоверов на 300 кг. Нано материалы использованы в автомобильной краске, что предотвращает поверхность от царапин и мелких сколов.

Ставку на углеродное волокно и алюминий делает также концерн Mercedes. Они внедряются для замены стальных компонентов. Из них изготавливаются корпуса моторов, несущей системы балочной конструкции, В обновленной серии SL65 Black Series благодаря нововведениям масса кара сократилась почти на 170 кг. Это позволило повысить эффективность автомобиля в целом.

Специалисты автомобильного гиганта Audi также много внимания уделяют расширенному применению в своей продукции полимерным композиционным материалам. Так, они намерены все пружины выполнять из особо прочных стекловолоконных полимеров. Новые разработки только этих компонентов приведут к снижению веса пружин на 40%, а машины — на 5 кг. Уменьшится расход топлива. Помимо стекловолокна изделия будут включать углеродные пластики, алюминиевые сплавы.

Сейчас новые конструкционные материалы проходят апробацию на средних седанах, но в скором времени из них предполагается изготавливать пружины для тяжелых грузовиков, работающих в условиях повышенных нагрузок. Они нуждаются в особой прочности, эластичности и жесткости. С этой задачей по силу справиться скрученным стекловолокнам, усиленным эпоксидной смолой и другими компонентами. Пружины из сложных высокотехнологичных полимерных композиционных материалов в отличие от стальных не подвержены коррозии, нейтральны к реагентам и химикатам, используемым на мойках. Помимо этого, они экономичнее в изготовлении, так как менее энергетически затратные. Для их выпуска не нужны большие мощности со сталеплавильными печами, а достаточно небольших цехов.

Nissan также предполагает снизить вес автомобилей. Для Infiniti Q50 уменьшение составит примерно 15%. Этого показателя производитель планирует добиться за счет применения новых стальных сплавов. Улучшение их эластичности и прочности позволит внедрять более тонкие материалы по сравнению с ныне используемыми стандартными товарами.

Производители автомобильных компонентов также активно работают над разработкой материалов с заданными свойствами. Сталелитейная компания ArcelorMittal разработала с использованием нанотехнологий новый стальной сплав, который при сохранении потребительских свойств способен уменьшить расход материала на изготовление конструкций. В среднем для внедорожника снижение веса может составить от 80 до 90 кг.

Toyota активно заменяет в автомашинах медные электрические провода на изделия из специальных алюминиевых сплавов. Они обладают повышенными токопроводящими свойствами. Снижение веса авто при этом составит от 6 до 14 кг.

Высокотехнологичные полимерные композиционные материалы задействованы в дизайнерском оформлении транспортных средств. Из них производится обшивка салона. Помимо декоративных целей новые материалы также нацелены на сокращение веса авто.