Виды автомобильных пластиков
Виды автомобильных пластиков
В состав современных автомобилей входит около 120 килограмм деталей, сделанных из различных видов пластика.
Термин пластики (пластмассы) описывает группу химических соединений называемых полимерами. Пластик получается нагреванием углеводородов. Используется катализатор, чтобы разбить большие молекулы на маленькие. Этот процесс называется крэкинг. Маленькие молекулы, такие как этилен, пропилен, бутан и другие называются мономерами. Большинство пластиков сделано из углеводородов, взятых из природных ископаемых (газа, нефти и других). Осуществляется химическое соединение мономеров и создание полимеров. Размер и структура молекул полимеров определяют свойства пластиков.
Существует два базовых типа пластика, которые применяются в автомобилестроении – термопластики и термореактивные пластики. Термопластики плавятся от воздействия высокой температуры, а при остывании снова затвердевают.
Термореактивные пластики никогда не плавятся и не размягчаются от температуры (не меняют форму).
Термопластики
Термопластики – это название пластиков, состоящих из разделённых разветвлённых макромолекул, которые, однако, не связаны друг с другом.
Из-за своих многочисленных положительных свойств, термопластики являются наиболее часто используемыми пластиками в автомобильной индустрии.
Термопластики могут быть расплавлены и использованы снова много раз. Это важный аспект экологичности. Термопластики являются идеальным материалом для переработки. Новые детали могут быть сделаны из старых.
Термореактивные пластики (реактопласты)
При изготовлении изделий из термореактивных пластиков происходит необратимая реакция.
Эти пластики нельзя сваривать, растворять или растягивать, как эластомеры.
Термореактивные материалы очень прочные и стойкие к высокой температуре. Они, к примеру, используются в подкапотном пространстве, рядом с двигателем.
Смеси пластиков (сплавы)
Смеси (например, такие как PP + EPDM ) чаще всего используются в дополнение к чистым формам. Смешиваются два разных типа пластика. При смешивании двух типов пластика, их свойства объединяются, и получается новый тип пластика. Этот процесс похож на смешивание металлов и получение сплавов с новыми свойствами. Кроме того, многие пластиковые детали при изготовлении усиливаются стекловолокном.
Как определить тип пластика?
Определение типа пластика необходимо для выбора способа ремонта и видов материалов, необходимых для этого.
- Тип пластика можно определить по буквенному обозначению на обратной стороне пластиковой детали. Это самый надёжный и точный способ. С обратной стороны есть несколько латинских букв — сокращение от названия пластика. Иногда дополнительные буквенные и цифровые обозначения показывают наличие различных добавок к пластику. Могут также отмечаться дополнительные свойства базового пластика (например HD-High Density, высокая плотность), а также смеси пластиков (знаком «+» тип пластика после него). Ниже в статье будут перечислены наиболее часто встречающиеся сокращения и их расшифровка. Если по каким-то причинам нет возможности определить тип пластика по коду, то можно это сделать, проделав тест.
- Тест с водой. Отрежьте маленькую полоску снизу бампера. Очистите её от загрязнений и краски, чтобы получить «голый» пластик. Поместите его в ёмкость с водой. Если пластик не тонет, то это PE , PP , PP + EPDM (термопластики). Из этих пластиков сделано 80% бамперов. 15% — это реактопласты ( PUR / TPUR ), которые потонут в воде. Остальные 5% — xenoy/polycarbonate. Такой пластик можно найти на некоторых Мерседесах и старых Фордах. Он очень жёсткий и при погружении в воду он потонет. Стоит сделать замечание, что некоторые смеси пластиков могут потонуть, хотя являются термопластиками, но в основном этот тест работает.
- Тест огнём определяет принадлежность к тому или другому типу пластика по размеру пламени, его цвету и типу дыма. Ввиду того, что в состав современных пластиковых деталей автомобиля входят различные добавки, этот тест не всегда помогает определить тип пластика правильно, поэтому мы его рассматривать не будем.
В то время как несколько видов пластика может использоваться в машине, три основных типа составляют 65% всего пластика, используемого в автомобиле: PP — полипропилен (32%), PU / PUR полиуретан (17%) и PVC — поливинилхлорид (16%).
Итак, рассмотрим наиболее часто используемые в автомобилях типы пластиков.
Типы автомобильных пластиков
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) — термопластик
Твёрдый, прочный и негибкий пластик. Он имеет высокую прочность благодаря компоненту бутадиену, а твёрдость и негибкость благодаря акрилонитрилу.
Этот пластик обязательно должен быть покрыт защитным покрытием, так как на него разрушительно действуют ультрафиолетовые лучи.
Применение: Корпуса зеркал заднего вида, колпаки колёс, автомобильные панели приборов, радиаторные решётки, молдинги, обрамления фар.
Совет по ремонту: Оптимальным методом ремонта является склеивание специальным клеем (к примеру, PlastiFix). Если применяется сваривание, то его можно дополнять эпоксидной смолой со стекловолокном (с обратной стороны) для повышения прочности.
ABS / MAT — реактопласт
Это пластик ABS , усиленный стекловолокном.
Применение: Пластиковые панели кузова.
EPDM (Ethylen-propylene-diene-monomer) — реактопласт
Часто используется в сплаве с полипропиленом ( PP ) для изготовления бамперов.
Применение: Ударопрочные вставки бампера, бампера ( PP + EPDM ).
PA (Polyamide (Nylon)) — реактопласт
Умеренно жёсткий или жёсткий пластик. Хорошо шлифуется. Известен как нейлон.
Является стойким к органическим растворителям. Имеет высокую сопротивляемость к истиранию.
Применение: Пластмассовые внешние детали отделки кузова, декоративные колпаки колёс, лючки бензобака, радиаторные бачки, корпуса фар, корпус боковых зеркал, пластиковые части двигателя.
Совет по ремонту: Нагревайте пластик феном перед началом сваривания. Присадочный пруток должен смешиваться с ремонтируемым пластиком.
PC (Polycarbonate) — термопластик
У этого пластика высокая ударопрочность, даже при очень низких температурах.
Применение: Бампера, радиаторные решётки, приборная панель, корпуса фар.
Совет по ремонту: Перед сваривание пластик лучше нагреть феном.
PPO (Polyphenylene oxide) — реактопласт
Имеет хорошую стойкость к высокой температуре и высокую ударопрочность. Редко используется в чистой форме из-за сложности технологического процесса.
Применение: Хромированные пластиковые детали, решётки радиатора, обрамление фар.
PE (Polyethylene) — термопластик
Умеренно эластичный, обычно полупрозрачный пластик.
Полиэтилен имеет высокую ударопрочность и хорошо выдерживает воздействие кислот, спиртов и нефтепродуктов.
Может быть двух типов – полиэтилен низкой плотности ( PE-LD ) и полиэтилен высокой плотности ( PE-HD ).
Применение: Подкрылки, облицовка салона, расширительные бачки, бачки для «омывайки», подкрылки, бензобаки (делаются из полиэтилена высокой плотности PE- HD ).
Совет по ремонту: Нужно помнить, что на это этот вид пластика имеет плохую адгезию к ремонтным материалам и краске.
PP (Polypropylene) — термопластик
Умеренно гибкий пластик, устойчивый к воздействию химически активных жидкостей. Инертен к ультрафиолетовым лучам. Полипропилен имеет относительно слабую ударопрочность.
Применение: бампера (обычно смесь с EPDM ), изоляция проводки, корпуса аккумуляторов, подкрылки, уплотнители салона, облицовка салона, панель приборов.
Совет по ремонту: Перед нанесением грунтов или лакокрасочных материалов требуется предварительно применять специальный грунт для пластика для увеличения адгезии.
PU / PUR (Polyurethane) — реактопласт
Полиуретан очень износостойкий, гибкий и прочный пластик. Он может быть изготовлен твёрдым, как шар для бойлинга, а также таким мягким, как стирательный ластик.
Этот пластик представляет собой структурную пену, твёрдость и эластичность которой может варьироваться. Эластичный полиуретан может восстанавливать первоначальную форму даже после длительного физического воздействия.
Применение: Бампера, подкрылки, пластиковые накладки кузова, элементы отделки салона, панели приборов, сидения (вспененный полиуретан).
Совет по ремонту: При сваривании не нужно нагревать и пытаться расплавить ремонтируемый пластик. Расплавленный присадочный пруток нужно помещать в заранее подготовленную V‑образную канавку.
PVC (Polyvinyl chloride) — термопластик
Твёрдый, хорошо шлифуется. Это гибкий пластик, имеет хорошую сопротивляемость к растворителям. Виниловая составляющая даёт хорошую прочность на разрыв, некоторые поливинилхлоридовые пластики эластичные.
Применение: Боковые молдинги дверей, элементы облицовки салона.
Для полноты обзора пластиков, приведу сводную таблицу, имеющую также обозначения других видов пластика.
Виды пластиков применяемых в автомобилестроении
По статистическим исследованиям автомобилестроение занимает ведущее место после разработок военно-промышленного комплекса и производства оргтехники, в сфере которого внедряются самые современные инновационные разработки. Для многих стран эта область промышленности является важнейшей бюджетной отраслью. Естественно, в силу экономических требований в автомобилестроении широко предпринимаются попытки совмещения высокой технологичности используемых материалов и оборудования со снижением стоимости их производства.
Одним из таких продуктов, эффективно позволившим совместить в себе простоту изготовления, высокие эксплуатационные характеристики и низкую себестоимость является пластмасса. Когда немецкий химик Байер (ныне это название известного концерна) в 1872 г. смешал формальдегид и раствор фенола, то получил смолообразную, вязкую массу. При нагревании она превращалась в твердое, нерастворимое вещество, которое повторно уже не плавилось. В то время ученый еще не мог предвидеть, какое огромное значение приобретет впоследствии полученный им продукт – далекий прародитель современных пластиков.
В соответствии с отечественным государственным стандартом «пластмассами называются материалы, основной составной частью которых являются такие высокомолекулярные органические соединения, которые образуются в результате синтеза или же превращений природных продуктов. При переработке в определенных условиях они, как правило, проявляют пластичность и способность к формованию или деформации». Главное преимущество пластмасс по сравнению с металлами заключается в том, что их свойства легче регулировать и поэтому пластмассы быстрее и лучше можно приспособить к требованиям практики. К преимуществам пластмасс относятся также низкая плотность, отсутствие у большинства из них запаха и вкуса, высокая коррозионная стойкость по отношению к атмосферным воздействиям, к кислотам и щелочам, бензину и агрессивным различным продуктам химии, пластики обладают отличными электро- и теплоизоляционными свойствами. Кроме того, изделиям из пластмассы легко можно придать любую форму самыми разнообразными способами. Их можно отливать и прессовать, прокатывать и протягивать, выдувать и вспенивать, прясть, сваривать и склеивать. Пластмассы хорошо поддаются механической обработке — их можно строгать, фрезеровать, обтачивать и сверлить. Наконец, возвращаясь к теме статьи, большинство пластмасс превосходно поддается окрашиванию. Неудивительно, что столько преимуществ пластика находят широкое применение, в автомобилестроении. Многие владельцы автомобилей, с тоской взирающие на многочисленные участки коррозии на кузове своих «стареющих» машин, согласятся с мнением: голубая мечта автолюбителя – полностью пластмассовый автомобиль! В продолжение шутки, можно вспомнить, что такие попытки предпринимались. Например, кузов малолитражки «Трабант», выпускавшейся в ГДР более 30 лет назад на заводе в Цвиккау, целиком изготавливался из слоистого пластика. Это материал наряду с крезолоформальдегидной смолой содержал отходы хлопчатобумажной пряжи, поступавшие на завод с текстильных фабрик. Для получения этого пластика 65 слоев очень тонкой ткани, чередующихся со слоями размолотой смолы, спрессовывались в очень прочный материал толщиной 4 мм при давлении 40 атм. и температуре 160 °С в течение 10 мин. До сих пор трехцилиндровые детища того серийного производства, ставшие притчей во языцех, лежат на многих свалках страны. Лежат, но не ржавеют! Кузовные детали современных автомобилей, изготовленные из самых технологичных типов пластика, уже не вызывают подобной улыбки. Стойкость этих материалов к ударным нагрузкам, способность их реформированных участков к самовосстановлению, высочайшая антикоррозионная стойкость и малый удельный вес,– преимущества, уже не достигаемые металлом.
Можем не сомневаться, еще пять-десять лет и процент замещения металлических элементов пластмассовыми как и, соответственно, количество ремонтов на пластике и металле практически сравняются. В автомобилестроении полимерные материалы используются практически во всем ассортименте. Применяемые разновидности пластиков настолько разнообразны, что не будь каких-то универсальных материалов, способных создавать качественное декоративное покрытие со многими из их типов, наверное, малярам пришлось бы получать специальное образование по химии. Как мы заранее в начале статьи предупредили читателей, все окажется значительно проще. Материал, из которого сделана пластмассовая деталь, будь то бампер вашей машины или крышка мобильного телефона, можно определить по маркировке на внутренней поверхности. Тип пластика, как правило, заключен в характерные скобки и может выглядеть следующим образом: >PUR PP/EPDM РР PP/EPDM PP… PPE+PA66 РР РР PUR PP…
Виды автомобильного пластика
Современные технологии позволяют широко использовать пластик в конструкции автомобилей. Пластик может иметь разнообразный состав, что придает ему особенные технические характеристики. Эти особенности обусловлены конструкторскими требованиями к конкретным деталям. Некоторые из них должны быть более прочными, другие, наоборот, более мягкими и гибкими.
Основные виды пластиков
Все виды пластиков, используемых в автомобилестроении, можно разделить на две основные группы:
- Термопластики.
- Термореактивные пластики (реактопласты).
Они имеют разные технические характеристики, которые влияют на их применение и определяют разную технологию ремонта.
Термопластики
Термопластик является самым популярным материалом для производства пластиковых автозапчастей. Его состав легко поддается ремонту методом пайки с использованием присадочного материала. Кроме того, его можно вторично использовать в изготовлении новых деталей. Изделия из термопластика обладают хорошей пластичностью.
Реактопласты
Детали из термореактивных пластиков обладают высокой прочностью и термостойкостью. Пластичность этих составов очень низкая. Основная область их применения – изготовление деталей в подкапотном пространстве.
Сплавы
Для изготовления некоторых деталей могут использоваться сплавы двух видов пластиков. При этом получается материал, обладающий новыми свойствами. Кроме того, для придания изделию прочности может использоваться стекловолокно.
Маркировка пластика
Термопластики
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
Данный материал обладает высокой прочностью. Его ремонт рекомендуется осуществлять без применения пайки — лучше использовать специальные клеевые составы. Данный материал используется для изготовления корпусов зеркал заднего вида, приборных панелей, колпаков для колес, молдингов и решеток радиатора.
Этот материал обладает высокой ударопрочностью при низких температурах. Его часто используют для изготовления бамперов, корпусов фар и решеток радиатора.
Детали из этого материала обладают умеренными эластичными свойствами, имеют высокую ударопрочность и устойчивость к воздействию окружающей среды. Изделиями из этого материала могут быть подкрылки, детали салона, расширительные бачки, бачки для омывающей жидкости и другие детали.
Данный вид пластика устойчив к воздействию окружающей среды. Он обладает средними ударопрочными характеристиками и является умеренно гибким материалом. Наиболее часто используется для изготовления бамперов, корпусов аккумуляторов, деталей интерьера. Обладает плохой адгезией с другими материалами.
PVC (Polyvinyl chloride)
Этот материал обладает необходимыми гибкими свойствами, имеет хорошую устойчивость к воздействию окружающей среды. Кроме этого обладает высокой прочностью. Используется для производства элементов салона и молдингов для дверей.
Реактопласты
Данный материал является пластиком ABS, который усилен за счет добавления в его состав стекловолокна. Данный материал применяется для изготовления панелей кузова.
Этот пластик образует сплав с полипропиленом и используется для изготовления бамперов и его элементов. Для этого сплава используется маркировка «PP+ EPDM»
PA (Polyamide (Nylon)
Нейлон – высокопрочный материал, инертный к воздействию окружающей среды. Используется для изготовления внешних деталей кузова и расширительных бачков.
PPO (Polyphenylene oxide)
Материал, проявляющий стойкость к высоким температурам и обладающий высокой степенью прочности. В чистой форме практически не используется. Применяется для изготовления декоративных элементов интерьера и экстерьера.
Этот вид реактопласта известен как полиуретан. Он обладает высокой износостойкостью, при этом является гибким и прочным. Полиуретан используется для изготовления бамперов, подкрылков и других элементов кузова.
13 высокопроизводительных пластиков, используемых в автомобильной промышленности
Высокопроизводительные пластики играют важную роль в автомобильной промышленности в наши дни. Легкий вес пластмасс делает автомобили более экономичными.
Подсчитано, что каждые 10% снижения веса транспортного средства приводят к снижению расхода топлива на 5-7%. Текущие экономические и экологические проблемы делают создание более экономичных автомобилей главным приоритетом в автомобильной промышленности. Использование современных материалов, таких как алюминий и углеродное волокно, полезно, но разумное применение пластмасс имеет все большее значение.
Некоторые другие преимущества высокоэффективных пластиков, используемых в транспортных средствах, включают в себя:
— минимальную коррозию, позволяющую продлить срок службы автомобиля
— существенная свобода дизайна, позволяющая продвигать творчество и инновации
— гибкость в интеграции компонентов
— безопасность, комфорт и экономия
Вот лучшие 13 высокопроизводительных пластмасс, используемых в автомобильной технике. В то время как все 13 могут легко использоваться в одном автомобиле, только три типа пластмасс составляют
примерно 66% от общего числа высокоэффективных пластмасс, используемых в автомобиле: полипропилен (32%), полиуретан (17%) и ПВХ (16%) ,
1) Полипропилен (PP)
Полипропилен — это термопластичный полимер, используемый в самых разных областях. Насыщенный аддитивный полимер, изготовленный из мономера пропилена, он прочный и необычайно устойчивый ко многим химическим растворителям, основаниям и кислотам.
Применение: автомобильные бамперы, химические баки, изоляция кабелей, газовые баллончики, ковровые волокна.
2) Полиуретан (PUR)
Твердый полиуретан — это эластомерный материал с исключительными физическими свойствами, включая ударную вязкость, гибкость и устойчивость к истиранию и температуре. Полиуретан имеет широкий диапазон жесткости, от ластика до твердого шара для боулинга. Другие характеристики полиуретана включают чрезвычайно высокий срок службы при изгибе, высокую несущую способность и выдающуюся стойкость к погоде, озону, радиации, маслам, бензину и большинству растворителей.
Применение: гибкие пенопластовые сидения, пенопластовые изоляционные панели, эластомерные колеса и шины, автомобильные подвесные втулки, подушки, электрические герметики, твердые пластиковые детали.
3) Поливинилхлорид (ПВХ)
ПВХ обладает хорошей эластичностью, огнестойкостью, хорошей термостойкостью, высоким глянцем и низким содержанием свинца. Поливинилхлоридные формовочные смеси можно подвергать экструзии, литью под давлением, прессованию под давлением, каландрированию и формованию раздувом для образования огромного разнообразия продуктов, либо жестких, либо гибких, в зависимости от количества и типа используемых пластификаторов.
Применение: автомобильные приборные панели, оболочка электрических кабелей, труб, дверей.
4) ABS
Акрилонитрил-бутадиен-стирол представляет собой сополимер, полученный полимеризацией стирола и акрилонитрила в присутствии полибутадиена. Стирол придает пластику блестящую непроницаемую поверхность. Бутадиен, каучуковое вещество, обеспечивает устойчивость даже при низких температурах. Различные модификаторы могут применяться для улучшения ударопрочности, ударной вязкости и термостойкости.
Применение: автомобильные кузовные детали, приборные панели, колпаки колес.
5) Полиамид (PA, Нейлон 6/6, Нейлон 6)
Нейлон 6/6 — это нейлон общего назначения, который можно формовать и прессовать. Нейлон 6/6 обладает хорошими механическими свойствами и износостойкостью. Он часто используется, когда требуется низкая стоимость, высокая механическая прочность, жесткий и стабильный материал. Нейлон хорошо впитывает воду и будет набухать в водной среде.
Применение: шестерни, втулки, кулачки, подшипники, атмосферостойкие покрытия.
6) Полистирол (PC)
Естественно чистый, полистирол обладает отличной химической и электрической стойкостью. Широко доступны специальные глянцевые и ударопрочные марки. Этот простой в изготовлении пластик обладает плохой стойкостью к ультрафиолетовому излучению.
Применение: корпуса оборудования, пуговицы, автомобильная фурнитура, витрины.
7) Полиэтилен (PE)
Полиэтилен обладает высокой ударопрочностью, низкой плотностью и обладает хорошей ударной вязкостью. Он может использоваться в самых разнообразных способах обработки термопластов и особенно полезен, когда требуются влагостойкость и низкая стоимость.
Применение: автомобильные кузова (армированные стеклом), электроизоляция.
8) ПОМ (POM — полиоксиметилен)
POM обладает превосходной крепкостью, жесткостью и пределом текучести. Эти свойства стабильны при низких температурах. ПОМ также обладает высокой химической и топливостойкостью.
Применение: внутренняя и внешняя отделка, топливные системы, малая шестерня.
9) Поликарбонат (PC)
Аморфный поликарбонатный полимер предлагает уникальное сочетание жесткости, твердости и ударной вязкости. Обладает отличными атмосферными, ползучими, ударными, оптическими, электрическими и термическими свойствами. Из-за своей исключительной ударной вязкости он является материалом для автомобильных бамперов, шлемов всех видов и заменителей пуленепробиваемого стекла.
Применение: бамперы, линзы фар.
10) Акрил (PMMA)
Прозрачный термопласт, PMMA часто используется в качестве легкой или устойчивой к разрушению альтернативы стеклу. Это дешевле, чем PC, но также более подвержен царапинам и разрушениям.
Применение: окна, дисплеи, экраны.
11) PBT (полибутилентерефталат)
Термопластичный PBT используется в качестве изолятора в электротехнической и электронной промышленности. Это очень химически и термостойкий материал. Также есть огнестойкие марки.
Применение: дверные ручки, бамперы, компоненты карбюратора.
12) Полиэтилентерафталат (PET)
ПЭТ в основном используется для создания синтетических волокон и пластиковых бутылок. Вы можете узнать об этом, прочитав ярлыки одежды, там он называется «полиэстер».
Применение: корпус рычага стеклоочистителя и корпуса редуктора, фиксатор фары, крышка двигателя, корпуса разъемов.
13) ASA (акрилонитрил-стирол-акрилат)
Как и ABS, ASA обладает высокой прочностью и жесткостью, хорошей химической стойкостью и термостойкостью, отличной устойчивостью к погодным условиям, старению и пожелтению, а также высоким глянцем. Будьте осторожны, чтобы не сжечь этот материал. При горении выделяется токсичный дым.
Применение: корпуса, профили, детали интерьера и наружного применения.
Из пластмасс изготовляют многие детали машин.
Поликарбонаты обладают комплексом ценных свойств: прозрачностью, вырокими механическими показателями, повышенным сопротивлением ударным нагрузкам, высокой теплостойкостью, незначительным водопоглощением, стабильностью свойств и размеров в интервале температур от —100 до -f- 135 °С. Поликарбонаты широко используют в машиностроении; они заменяют цветные металлы, сплавы и силикатное стекло.
Из пластмасс изготовляют многие детали машин.
1. Корпусные детали — кабины грузовых автомобилей, строительных, дорожных и других машин; несущие корпусные детали — кузова автомобилей, корпуса лодок, шахтных вагонеток, ракет, корпуса машин, соприкасающиеся с агрессивными средами; кожухи, крышки, корпуса переносных машин и приборов — из стеклопластов и других материалов, обладающих малой плотностью при достаточной прочности, антикоррозионностью, хорошей теплоизоляцией, легкостью формования.
2. Зубчатые колеса — из . текстолита, древеснослоистых пластиков, капрона, капролона, полиформальдегида, фенилона.
3. Быстровращающиеся детали (диски и лопатки компрессоров, сепараторы быстроходных подшипников качения) — из стеклопластов, полиамидов, текстолита, волокнита, обладающих малой плотностью и достаточной прочностью.
4. Детали, работающие на износ при большой площади номинального контакта в условиях смешанного трения (вкладыши тяжелонагруженных подшипников, накладные направляющие),— из текстолита, древесно-слоистых пластиков, капрона, фторопласта-4 и других материалов, обладающих высокой износостойкостью, пониженными требованиями к смазочному материалу.
5. Тормозные детали и трущиеся детали фрикционных муфт — из асбофрик- ционных пластмасс, обладающих повышенной износостойкостью и значительными коэффициентами трения при работе всухую.
6. Тела качения фрикционных передач, ременные шкивы — из волокнита, текстолита и специальных фрикционных пластмасс, обладающих повышенным коэффициентом трения при малой плотности.
7. Ремни, канаты, тросы — из полиамидов, полипропилена, полиуретанов, лавсана, обладающих высокой прочностью и гибкостью.
8. Электроизолирующие детали (панели, траверсы, коллекторы электромашин, корпуса электромашин, изоляция кабелей и проводов) — из гетииакса, текстолита, полиэтилена, винипласта, стеклопластиков.
Полимеры в автомобилестроении
Надежность работы автомобиля, его долговечность, комфорт при езде и безопасность движения могут быть обеспечены только при условии применения полимерных материалов — пластмасс, резин, лаков и красок и др.
Пластмассы в автомобилестроении
Из пластмасс изготовляют кузова и кабины автомобилей и их отдельные крупногабаритные детали, разнообразные малогабаритные детали конструкционного и декоративного назначения, теплоизоляционные и звукоизоляционные детали и др.
Благодаря применению полимеров (пластмасс) в автомобилестроении:
- улучшается внешний вид автомобиля;
- уменьшается его масса;
- снижается шум при езде;
- совершенствуется конструктивное оформление деталей;
- увеличивается срок службы деталей;
- уменьшается трудоемкость изготовления;
Замена металлов пластмассами при изготовлении деталей сложной конфигурации дает значительный технико-экономический эффект, так как многие детали из пластмасс могут быть получены на автоматизированных установках с минимальными отходами перерабатываемого материала.
Особенно большую перспективу имеет применение пластмасс для изготовления кабин и кузовов и их крупногабаритных деталей, так как на долю кузова приходится около половины массы автомобиля и
40% стоимости. Кузова из коррозионностойких пластмасс более надежны и долговечны в эксплуатации, чем металлические 70% автомобилей с металлическими кузовами не выдерживают 10-летнего срока эксплуатации из-за коррозии металла), а их ремонт дешевле и проще.
При изготовлении кабин и кузовов автомобиля наиболее широкое применение находят полиэфирные стеклопластики и слоистые пластики на основе фенольных смол и тканей из растительных волокон (фенотекстолиты). Методом горячего прессования из стеклопластика изготавливался, например, кузов легкового автомобиля «Корвет» (США), который монтировался из отдельно формуемых панелей, а также капот и оперение грузового автомобиля «Форд» серии L. Стеклопластик был использован также для изготовления кабины грузового автомобиля «Фаун» (ФРГ) и кузова легкового спортивного автомобиля «ВМС» модели 1100 (Великобритания) методом контактного формования. В ГДР выпускался легковой автомобиль «Трабант» с кузовом из фенотекстолита, который монтировался из панелей, получаемых прессованием. Как правило, отдельные детали кузова крепятся на металлическом каркасе.
Для изготовления кузовов применяют также сополимер АБС (см. Стирола сополимеры) и жесткие пенополиуретаны. Например, кузов автомобиля «Диана-6-Мексари» (Франция) состоял из 11 деталей, получаемых вакуумформованием сополимера АБС. В ФРГ были созданы опытные образцы легкового кабриолета «YAK» (масса 65 кг) из пенополиуретана. (прим.: В дальнейшем полиуретан заменили на алюминий, что сделало автомобиль не перспективным по цене.)
Несмотря на отмеченные выше преимущества полимеров перед металлами, они не получили еще широкого распространения в производстве крупногабаритных деталей автомобиля, главным образом из-за недостаточной жесткости (низкого модуля Юнга) и сравнительно невысокой атмосферостойкости, например, у сополимера АБС. Наиболее широко пластмассы применяют в производстве деталей внутренней отделки салона автомобиля, особенно его передней части. При изготовлении декоративных деталей пластмассы окрашивают в массе или металлизируют. На наружные видовые детали металл наносят трудоемким, но позволяющим получать более износостойкие покрытия гальваническим способом, на внутренние детали — вакуумным способом (см. Металлизация пластмасс).
Из пластмасс изготовляют детали двигателя, трансмиссии, шасси. При использовании пластмасс в подшипниках скольжения уменьшается трудоемкость обслуживания автомобиля, так как подшипники с вкладышами из пластмассы и консистентной смазкой, которую закладывают во время сборки, не требуют периодической смазки при пробеге автомобиля до 80—100 тыс. км.
Примеры применения полимеров в автомобилестроении, в частности – для производства малогабаритных комплектующих деталей автомобиля:
- Из поливинилхлорида (ПВХ) изготовляют шланги для омывателя ветрового стекла, сильфоны, изоляцию электропроводов, мягкие ручки, кнопки, канты, прошвы и др.
- Для звукоизоляции, защиты днища кузова от коррозии, герметизации сварных швов внутри кузова, препятствующей проникновению воды и пыли, уплотнения желобка водослива, склеивания фильтрующих элементов масляных фильтров с верхней и нижней картонными крышками, изготовления прокладок воздушного фильтра и др. широко используют поливинилхлоридные пластизоли (см. Пасты полимерные).
- Поливинилхлоридными пленкамиотделывают потолок, сиденья, дверную и боковую обшивку салона.
- Вследствие повышения требований к безопасности при езде большое внимание уделяют отделке салона эластичными пенополиуретанами. При замене традиционных пружинных сидений подушками из этого пенопласта повышается боковая устойчивость сиденья, комфорт, надежность опоры и благодаря этому уменьшается утомляемость водителя при длительных поездках. Производство подушек из пенополиуретана автоматизировано.
- Из полужесткого пенополиуретана изготовляют стойки ветрового стекла, щитки приборов, подлокотники, внутренние дверные панели, противосолнечный козырек и др.
- Из монолитных полиуретанов — подшипники скольжения рулевого управления, подвески, ремни привода распределительного вала, амортизатор рулевого механизма.
- Сополимер АБС использовался в производстве вентиляционных решеток, картера системы охлаждения, колпаков колес, щитка приборов, дверных карманов, чехлов для сидений, перчаточного ящика автомобиля «BMW». Этот сополимер используют также для облицовки радиатора, вентиляционных отверстий, эмблем.
- Некоторые зарубежные фирмы («Дженерал моторе»— США, «Фиат»— Италия, «Тайота»— Япония) устанавливают на автомобилях решетки радиаторов из сополимера АБС, хорошо окрашиваемого в массе (эти детали изготовляют также из наполненных стекловолокном полиамидов и полипропилена).
- Трудоемкость их изготовления из пластмасс в 4—5 раз меньше, чем из металла. Решетки радиаторов из пластмассы, устанавливаемые на машинах США, металлизируют гальваническим способом, на европейских — окрашивают в массе; в последнем случае повышается безопасность при езде вследствие уменьшения бликов.
- Полипропилен используют для изготовления вентиляционных трубопроводов, лопастей вентиляторов, педалей акселератора, а также для облицовки дверей; из этого полимера изготовляют ручки, крючки и др.
- Полиметилметакрилат — основной полимер для изготовления деталей внутрисалонного освещения, защитных колпаков фонарей заднего света.
- Пластмассы на основе ацетобутирата целлюлозы используют для облицовки рулевого колеса, изготовления кнопок управления, а также разнообразных декоративных деталей.
- Из полиамидов изготовляют лопасти вентиляторов, подшипники, топливопроводы, направляющие сидений, детали дверных замков.
- Из полиэтилена— топливные баки (емкостью до 100 д), уплотнительные прокладки, облицовку дверей, багажников.
- Из поликарбонатов — крышку ступицы колеса, внутренние осветители, изоляторы и крышки, облицовку репродукторов, плафоны.
- Политетрафторэтиленприменяют для изготовления втулок подшипников скольжения.
- Фенопласты — для электроизоляционных деталей системы зажигания и др.
- Из полиэфирного стеклопластика, помимо крупногабаритных деталей, изготовляют картер системы отопления и защитные трубы.
Резины в автомобилестроении
К важнейшим и наиболее материалоемким резиновым изделиям для автомобилестроения относятся шины. Большое значение в этой отрасли промышленности имеют также многочисленные резино-технические изделия, от качества которых во многом зависит надежность работы автомобиля.
Наряду с резинами на основе бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного, хлоропренового, некоторых бутадиеновых каучуков (см. Каучуки синтетические), которые издавна используют в автомобилестроении, большое значение приобрели резины из каучуков специального назначения:
- Из фторсодержащих каучуков изготовляют уплотнители, эксплуатируемые при температурахрах до 200 °С.
- Из кремнийорганических каучуков — уплотнители и манжеты, работающие в контакте с консистентными смазками при температурax от —50 до 180 °С, а также амортизирующие и теплоизоляционные материалы, например, пористые уплотнители.
- Значительное распространение в автомобилестроении получили масло-, свето- и озоностойкие акрилатные каучуки, из которых изготовляют манжеты, диафрагмы, радиаторные рукава и др.
- Из атмосферо- и химстойких этилен-пропиленовых каучуков получают губчатые и монолитные оконные и дверные прокладки, манжеты для тормозных систем, шланги радиаторов, пневматические амортизаторы, детали рессор и др.
- Из высокопрочных и износостойких уретановых каучуков — вкладыши рулевых тяг, крестовины карданных валов, подушки амортизаторов, диафрагмы тормозов и др.
- Весьма перспективны для применения в производстве уплотнительных автомобильных деталей эпихлоргидриновые каучуки (см. Эпоксидные каучуки), превосходящие бутадиеннитрильные по маслостойкости, а акрилатные —также и по свето- и озоностойкости.
Помимо твердых каучуков, в производстве некоторых автомобильных деталей применяют латексы. Например, из бутадиен-стирольных латексов изготовляют губчатые подушки сидений (см. Губчатые резины). Малоответственные изделия, например коврики для салонов автомобиля, изготовляют из регенерата резины (см. Регенерация резины).
Получили распространение резино-тканевые изделия, например, приводные и вентиляторные ремни, с полиамидными и высокопрочными вискозными волокнами, применение которых позволило существенно повысить эксплуатационные свойства изделий.
Лакокрасочные материалы в автомобилестроении
Эти материалы, применяемые для грунтования и окончательной отделки металлических поверхностей, должны образовывать покрытия, которые надежно защищают металл от коррозии (см. Защитные лакокрасочные покрытия), обладают высокой твердостью, эластичностью, ударопрочностью, термо- и износостойкостью. Особенно большой интерес для автомобилестроения представляют полиакриловые эмали (см. Полиакриловые лаки и эмали), в том числе пигментированные металлическими порошками различных цветов, придающими покрытиям красивый металлический блеск, а также полиуретановые эмали, образующие атмосферостойкие покрытия (см. Полиуретановые лаки и эмали).
Для нанесения лакокрасочных материалов в автомобилестроении особенно широко используют метод пневматического распыления, а также окунание и обливание.
Водорастворимые лакокрасочные материалы (см. Водоразбавляемые грунтовки и эмали) наносят методом электроосаждения (о методах нанесения см. Лакокрасочные покрытия).
Большую перспективу для автомобилестроения имеет получение защитных и декоративных покрытий методом напыления с применением порошковых красок.
Чтобы получить дополнительную информацию и (или) узнать последние новости по данной теме посетите тематическую закладку: Полимеры в автомобилестроении. Кроме того вы можете воспользоваться и другими тематическими метками (см. ниже).
Источники:
http://kuzov.info/vidi-avtomobilnih-plastikov/
http://goldtex.info/plastik_avto
http://kuzovnoy.ru/infobase/cat_general/pub_vidy-avtomobilnogo-plastika/
http://koros.biz/info/articles/polimery/13-vysokoproizvoditelnykh-plastikov-ispolzuemykh-v-avtomobilnoy-promyshlennosti/
http://reductory.ru/literatura/detali-mashin-reshetov/iz-plastmass-izgotavlivajut-mnohie-detali-mashin/
http://mplast.by/encyklopedia/polimeryi-v-avtomobilestroenii/