1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды автомобильных пластиков

Из чего делают бамперы на авто: как определить материал самостоятельно

Сравнительно редко в качестве пластика для бампера на авто применяют термореактивные материалы. Их невозможно растянуть или растворить. Из них, в основном, изготавливают расходные детали, находящиеся в подкапотном пространстве рядом с двигателем.

При самостоятельном ремонте кузовных элементов, поврежденных в результате аварий или долгой эксплуатации транспортных средств, актуальным для владельцев становится вопрос: из какого пластика делают бамперы авто. Это понадобится при ремонтных операциях, восстановлении детали кузова своими руками.

Материалы, из которых изготавливают бампера машин

Современные модели автомобилей оснащены дешевыми пластмассовыми бамперами. Такие обвесы не страдают от ржавчины, эффективнее гасят удары.

Прочный пластмассовый бампер

Производители машин используют термо- и термореактивные пластики.

Первые отличаются тем, что под воздействием высокой температуры начинают плавиться. Вторые же этому не подвержены, то есть, не меняют своего состояния от нагревания.

Более подходящий материал, из которого делают бамперы на авто ─ это именно термопластик, который легко плавится, что позволяет самому водителю отремонтировать обвес, если имеются следы повреждений или естественного износа. Обработанные участки после остывания снова затвердевают.

Иногда материалом бампера автомобиля является смесь пластиков. При соединении разных видов пластмасс получают новую, гораздо более прочную и жесткую композитную субстанцию, из которой делают бамперы на авто. Для того, чтобы обновить внешний вид транспортного средства, автолюбители часто тюнингуют обвесы: как передний, так и задний. Верх мастерства в изменении внешнего вида машины ─ самостоятельное изготовление бампера для авто из пластика. Сделать это можно, применяя популярные материалы.

Поликарбонат

Поликарбонат – вещество, не имеющее аналогов среди известных термопластов. На материал совершенно не влияют погодные условия. Основное его свойство – высокая морозостойкость. Другие качества:

  • прочность;
  • гибкость;
  • легкость;
  • огнестойкость;
  • долговечность.

Бампер из поликарбоната

Поликарбонат имеет высокие теплоизоляционные свойства, при этом предельная рабочая температура от -40 до 120 градусов Цельсия.

Стеклопластик

Стеклопластик относится к композитным материалам. Он легок в обработке, стоек к перепадам температур. Представляет собой стекловолокно, пропитанное смолой. Обладает большой жесткостью, что сказывается на удобстве монтажа и прочности в эксплуатации: наезд на бордюр или легкое касание ограждения разрушает хрупкую деталь обвеса. При этом для ремонта должна быть применена технология, подходящая именно для этого композита. В одних случаях деталь нужно склеивать, в других – сваривать.

Бампер из стеклопластика

Поврежденный кузовной элемент из стеклопластика можно восстановить следующим образом:

  • очистите и промойте поверхность;
  • обработайте края трещин с удалением выступающих нитей материала болгаркой;
  • состыкуйте элементы между собой и зафиксируйте их клеем;
  • нанесите на трещину полиэфирную смолу;
  • уложите на разлом пропитанную клеем стеклоткань;
  • после остывания проведите шлифовку;
  • обработанный участок зашпаклюйте, обезжирьте, загрунтуйте в пару слоев;
  • закрасьте.

После ремонта рекомендовано пару недель не мыть автомобиль в мойках с высоким давлением.

Полипропилен

Этот вид пластмасс, обозначаемый как «РР», — самый распространенный пластик для изготовления бамперов на авто — обладает высокой износоустойчивостью ,прочностью и как нельзя лучше подходит для производства новых обвесов для машин.

Бампер из полипропилена

Изделия из этого эластичного материала амортизируют удары: ногам людей при наезде будет причинен минимальный вред. У пластика плохая адгезия с другими материалами.

Как определить, из чего сделан бампер машины

Чтобы правильно отремонтировать поврежденный обвес, следует знать, с каким с материалом бампера автомобиля приходится иметь дело. Для этого найдите буквенное обозначение на обратной стороне пластиковой детали.

Кода на изделии может и не быть. В таких случаях для определения пластика проведите следующий тест.

С незаметного места отрежьте узкую полоску. Ее очистите от краски, загрязнений. Полученный «голый» пластик поместите в емкость с водой. Если отрезанный фрагмент не пойдет на дно, то перед вами термопластик (PE, PP, +EPDM) — вещество, из которого производят большую часть обвесов. Эти пластмассы будут держаться на поверхности воды, так как их плотность обычно меньше единицы. Материалы с другими характеристиками в воде тонут.

Еще один способ определения принадлежности к тому или иному типу пластика ─ тест огнем. Оцените размер пламени, цвет и тип дыма. Так, полипропилен горит синим пламенем, а дым имеет острый, сладковатый запах. У поливинилхлорида пламя коптящееся, при сгорании образуется черное, похожее на уголь вещество. Тест не дает точных результатов из-за того, что материал состоит из различных добавок.

Из какого пластика делают бампера для авто

Бампер – это важная часть автомобиля, как в плане дизайна, так и в плане безопасности. Если роль в дизайне всем понятна, то не все догадываются, для чего нужен бампер. Он играет роль «подушки», которая смягчает удар на малых скоростях, защищая детали машины от повреждений. Необходимо это для сохранения в целости органов управления, а также внешних элементов (капота и фар).

  1. Один из первых бамперов
  2. Первый пластиковый бампер
  3. Материал для изготовления бамперов
  4. PC — поликарбонат (термопластик)
  5. PP и PP/EPDM — полипропилен обычный и этилендиеновый
  6. GRP/SMC — стеклопластик (смесь)
  7. Как определить тип пластика
  8. Изготовление
  9. Специализированные или «кастомные» бампера
  10. Заключение

Один из первых бамперов

У машин начала двадцатого века колеса были выдвинуты вперед, поэтому бамперы помогали уберечь ходовую часть от удара, правда, на небольших скоростях — до 5 км/ч.

Первый бампер появился на Ford Model A 1927, доступен он был в базовой комплектации. Представлял собой две тонкие пластины, которые крепились на кронштейнах к раме автомобиля. Он мог смягчить небольшой удар, после чего механическим воздействием человека возвращал свою форму.

Ford Model A (1927)

После этого была целая эпоха железных бамперов, которая называлась «лучшим временем в дизайне автомобилей».

Первый пластиковый бампер

Первые, привычные нам, пластиковые бамперы появились в Европе в 1976 году, на автомобилях Simca 1308. Они были контрастного, по отношению к кузову, цвета.

После этой компании все европейские производители подхватили идею и стали делать именно такие бамперы.

Первый пластиковый бампер на автомобиле Simca 1308

Со временем требования к ним выросли, теперь они должны быть безопасными не только для авто, но и для пешеходов. На небольшой скорости, не более 8 км/ч, они не должны приносить тяжелый вред здоровью, как это делали старые, железные.

Материал для изготовления бамперов

Выделяют три основных вида:

  • термореактивный стеклопластик – во время изготовления происходит необратимая реакция, после чего его можно сварить, растворить или растянуть;
  • термопластичный пластик – это вид пластмассы, который состоит из раздельных разветвленных макромолекул, не связанных между собой;
  • смеси пластиков – например, «PP + EPDM».

Все виды пластика, которые используют в производстве, имеют своё обозначение.

PC — поликарбонат (термопластик)

Обладает стойкостью к ударным нагрузкам, даже в условиях минусовых температур.

Используется для изготовления фар, приборной панели, бамперов и радиаторов для гражданских автомобилей.

PP и PP/EPDM — полипропилен обычный и этилендиеновый

PP (термопластик) – в меру гибкий, устойчив к воздействию химических веществ, а также хорошо «сопротивляется» ультрафиолету.

EPDM (реактопласт) – добавка к PP.

Именно эти два компоненты используют в производстве большинство автопроизводителей.

GRP/SMC — стеклопластик (смесь)

Стекловолокно – очень легкий и при этом прочный материал, которые не уступает стали по прочности, но легче её в 4 раза. Материал используется на гоночных автомобилях; на гражданских авто встречается крайне редко, из-за высокой цены.

Современные производители изготавливают бамперы, в основном, из этилендиена (PP/EPDM) с использованием различных добавок, чтобы деталь не разрушалась от внешних природных факторов.

Некоторые производители используют армированный стеклопластик (GRP), чтобы деталь при небольшом весе была максимально прочной. Его нельзя встретить на гражданских автомобилях массового сегмента, он используется для гоночных автомобилей и специальных моделей ограниченной серии. Кузов Ferrari F40 полностью изготовлен из этого материала. «Гражданский болид» — такое прозвище получила эта машина, которая весила всего 1200 кг, что было невероятно в 80-е годы. Именно поэтому она была быстрейшей в свое время. Изготовлено их было 1315 экземпляров, хотя планировалось всего 415.

Как определить тип пластика

Чтобы узнать, из чего сделан ваш бампер, достаточно посмотреть на его обратную сторону — там имеется обозначение.

На данной фотографии представлен термопластичный каучук, который обладает такими свойствами как:

  • эластичность, при нагревании — такую деталь можно спаять и вернуть прежний вид, если появились трещины, например, при ударе;
  • малый вес — примерно 10 кг;
  • устойчивость к низким и высоким температурам, от -35 до +140 градусов по Цельсию — в этом диапазоне он не теряет своих свойств.

Это наиболее популярная разновидность пластика — 90% бамперов изготовлены из такого, либо из близкого по свойствам материала.

Изготовление

Для изготовления бампера используют специальное устройство – термопластавтомат.

Станок плавит пластик под высоким давлением. Чтобы получить качественный продукт, производитель должен выполнить следующие действия:

  1. Смешать специальные гранулы в нужной пропорции согласно рецепту. В состав сырья входит: полипропилен, каучук, световые и температурные стабилизаторы и другие добавки, часто хранящиеся в секрете.
  2. Прежде, чем гранулы попадают в термопластавтомат, их просушивают, чтобы избежать дефектов.
  3. После сушки они попадают в станок, где разогреваются до высоких температур и переходят в жидкое состояние.
  4. Жидкая смесь попадает в пресс-форму, где застывает.
  5. Бампер готов, теперь его можно покрасить и установить на автомобиль.

На выходе получается продукт, с нужными для потребителя свойствами:

  • прочность;
  • устойчивость к ультрафиолету;
  • стойкость к перепаду температур;
  • долговечность.

Если продукт проходит все эти испытания, то партия допускается к выпуску и деталь устанавливаются на новый автомобиль.

Как делают бамперы для автомобилей смотрите в видео:

Специализированные или «кастомные» бампера

Если вам наскучил внешний вид вашего автомобиля, то существуют компании, которые изготавливают бамперы и обвесы практически для всех машин.

Цены зависят исключительно от автомобиля и сложности — деталь может стоить от 8 000 до 150 000 рублей и выше.

Самые крупные тюнинг-ателье:

  • Rieger Tuning – охватывает большинство европейских и немецких автомобилей, таких как: Skoda, Ford, Peugeot, Volkswagen;
  • Kerscher Tuning – предоставляет бамперы и обвесы практически для всех немецких автомобилей, за исключением Мерседеса, который владеет своим «придворным» тюнинг-ателье;
  • Auto Couture – японская компания, которая изготавливает бамперы не только для внутреннего, но и для внешнего рынка. Отличается тем, что делает обвесы для дорогих автомобилей (Audi, BMW 7-ой серии и Maserati Quattroporte).

Тюнинг-ателье, на самом деле огромное количество, поэтому можно быть уверенным, что на любой автомобиль можно найти уникальный обвес.

Заключение

Несмотря на то, что современные бамперы никак не похожи на самые первые железные, функция их так и не изменилась — они защищают автомобиль от небольших ударов, а также пешеходов от тяжёлых травм. Они защищают силовую конструкцию, фары и другие важные детали от повреждений.

Не стоит забывать, что бампер — это элемент, который дополняет дизайн автомобиля. К тому же, обвесы автомобиля можно заменить на более интересные варианты от различных ателье и придать автомобилю своеобразный и нестандартный вид.

Два способа определения марки пластика

В 1988 году для переработки отходов из пластиков была введена маркировка. По ней существует только 7 видов пластика. Такая маркировка применяется чаще всего на таре. Для других изделий может применяться сокращенное наименования пластиков, например ABS, PS и тп.

Обычно маркировка наносится на обратной стороне изделия, например на пластиковых бутылках на донышке.

К сожалению производители не всегда наносят маркировку на изделия, и тогда приходится прибегать к другим способам определения марки пластика:

1 способ

Чтобы определить тип пластика, из которого изготовлено изделие, кусочек этого материала осторожно нагревают пламенем спички. Если материал расплавится, значит изделие выполнено из термопластической пластмассы, если не расплавится — применена термореактивная пластмасса. Если после того как зажженную спичку уберут, пластический материал продолжает гореть, для изготовления изделия использовались полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилен, органическое стекло, ацетилцеллюлоза или нитроцеллюлоза (целлулоид). Если материал не горит, изделие изготовлено из поливинилхлорида, полиамида или политетрафторэтилена.

Горючие пластики. По цвету пламени и запаху, образующемуся при горении, определяют тип пластика. Слабым синеватым пламенем горит полиэтилен. При задувании пламени чувствуется запах горящей свечи, а продукт сгорания представляет собой мягкое, жирное на ощупь вещество. То же можно сказать и о полипропилене. Полистирол при сгорании сильно чадит, при этом появляется сладковатый запах.

Ацетилцеллюлоза, которая в ненагретом состоянии представляет собой эластичное и вязкое вещество, горит некоптящим пламенем, потрескивая, распространяя запах уксуса. Потрескивая при горении, с запахом фруктов горит твердый полиметилметакрилат. Ярким сильным пламенем горит нитроцеллюлоза (целлулоид).

Негорючие пластики. После поднесения пламени к полиамиду образуются наплывы, слышится потрескивание, а обожженный образец пахнет горелой шерстью. Если нагревать в пламени образец поливинилхлорида, конец язычка пламени окрасится в зеленый цвет и распространится резкий запах, схожий с запахом соляной кислоты.

Неплавящиеся пластики. Фенопласт после удаления пламени гаснет и имеет специфический запах. Аминопласт, нагреваемый в пламени, горит коптящим пламенем, потрескивая, после удаления из пламени продолжает гореть, распространяя запах аммиака (нашатырного спирта). Полиэфир в пламени растрескивается, после задувания пламени образуется сладковатый запах, напоминающий запах фруктов. Эпоксидная смола при поднесении пламени не растрескивается, а после удаления из пламени короткое время продолжает гореть. После задувания пламени пахнет, как горелая шерсть.

Читать еще:  Локальная покраска авто своими руками

2 способ

Составитель: Логвиненко В.В.

Как известно, отдельным видам пластиков свойственен определенный набор косвенных признаков, знание которых поможет в полевых уловиях отнести последние к тем, либо иным группам полимеров: цвет, фактура, светопроницаемость, эластичность, упругость, характер излома.

Методика проста и заключается в анализе поведения образца пластика в открытом источнике огня, а так же продуктов сопутствующего процесса окисления (характер горения, выделяемый запах, звук).

Вид полимера, пластикаПоведение при нагреванииХарактер горенияЗапах продуктаРастворимость в агрессивных средахПримечание
АБС пластик (АБС-ABS)Сильно коптит — хлопья копоти взмывают вверхГорит ярким пламенемСладковатый, цветочныйРастворяется в растворителях (ацетон, бензол). Удовлетво-рительная устойчивость к бензинуПри сгибании легко гнется. Ломается с резким треском
Полистирол и сополимеры стирола (ПС, САН-PS,SAN)Размягчается, вытягивается в нитиПламя ярко-желтое коптящее, аналогично АБССладковатый, цветочныйРастворяется в растворителях (ацетон, бензол). Плохая устойчивость к бензинуНа изломе наблюдается мелкозернистая структура
Поликарбонат (PC-ПК)Размягчается, плавитсяЗагорается с трудом, гаснет после вынесения из пламени, размягчается, коптитСильный цветочно-плодовыйНе высокая стойкость к органических растворителям
Полиметил-метакрилат (ПММА-PMMA)Размягчается, плавитсяГорит синевато-светящимся пламенем с легким потрескиваниемОстрый фруктовый запах (эфира)Легко растворяется в дихлорэтанеПрозрачный, хрупкий
Полиэтилен (ПЭ-PE)Размягчается, плавитсяГорит спокойным синеватым пламенем; с подтеканием полимераГорящей парафиновой свечиПри комнатной температуре не растворим в органических растворителяхДостаточно жесткий, плавает в воде
Полипропилен (ПП-PP)Оплавляется и течет, становится прозрачным, а при остывании мутнеетЯрко синеватое светящееся пламяОстрый и сладковатый, горящего сургуча или парафинаРазмягчается в кипящей водеПлавает в воде
Поливинил-хлорид (ПВХ-PVC)Трудногорюч, при вынесении из пламени гаснетЯркая голубовато-зеленоватая окраска у основания пламени пластикат коптит и при вынесении из пламени продолжает горетьОчень резкий (хлористого водорода)Растворим в дихлорэтанеЭластичен
Полиамиды (ПА-PA)Разбухает, «пшикает», вытягивается в нити из расплаваПламя голубое, горит при удалении из пламениГорелых овощей, жженой кости или волосаХорошая стойкость к нефтепродуктам. Растворим в серной кислотеВысокое влаго-поглащение
Полиуретан (ПУ-TPU)Темнеет, коптит, стекает жирными каплямиПламя светящееся желтоватое, у основания голубоеОстрый миндальныйРастворим в ледяной уксусной кислотеОчень гибкий и эластичный материал, на морозе — хрупок

Данный метод нужно считать условным, так как образец может содержать добавки, меняющее структуру, цвет и запах полимера при горении.

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:

  1. Термопластики.
  2. 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.

PC (Polycarbonate)

Этот материал обладает высокой ударопрочностью при низких температурах. Его часто используют для изготовления бамперов, корпусов фар и решеток радиатора.

PE (Polyethylene)

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.

PP (Polypropylene)

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.

EPDM (Ethylen-propylene-diene-monomer)

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.

PU/PUR (Polyurethane)

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.

Пластиковый бум в автопроме

Первый «пластмассовый автомобиль» LEV-K-67

Фото предоставлено ЗАО «Байер»

Когда-то на заре химических технологий пластмассовые детали воспринимались как что-то несерьезное и об их применении в автомобильной промышленности никто не задумывался. Сейчас все по-другому: без использования пластмассы не выпускается даже самый дешевый автомобиль.

Именно благодаря широкому применению пластмасс автомобили стали значительно комфортнее, технологичнее, доступнее. Действительно, отсутствие пластмассовых элементов еще в середине ХХ века причиняло владельцам машин много неудобств. Например, внутрь автомобиля во время дождя могла легко попасть вода (сейчас от таких неприятностей предохраняют современные пластиковые уплотнители на стеклах и дверях). В жаркий день водителю нужно было надевать перчатки, чтобы руль из жесткой резины не скользил в руках (сегодня современные пластики, из которых изготавливается руль, не доставляют таких неудобств). В салоне автомобиля обычно было шумно (отсутствовали широко применяемые сейчас звукопоглощающие композитные материалы), сиденья часто протирались (не было полиуретановых покрытий), водителю с собой приходилось возить запасные ремни для элементов двигателя (современные ремни с использованием сверхпрочных пластиков рвутся гораздо реже), а металлические бамперы часто гнулись, отрывались и со временем покрывались ржавчиной (сейчас пластиковый обвес автомобиля более прочен и долговечен).

Если в 1950–1960-х годах средний автомобиль содержал всего около десяти килограммов пластмассы, то в современной машине наберется до 100–150 килограммов пластмассовых материалов, которые в конструкции можно найти повсюду: в подвеске, в двигателе, в электрической проводке, на кузове, в отделке салона. Преимущества пластиковых деталей для автомобильных технологов очевидны: они долговечны, не страдают от ржавчины, при этом по своей прочности зачастую не уступают стали. Кроме того, пластики легкие, а значит, они позволяют существенно снизить вес автомобиля, повысить его динамические характеристики и, что очень актуально сейчас, уменьшить потребление топлива. Еще пластики более доступны по цене, чем некоторые дорогостоящие элементы из нержавеющей стали или цветных металлов. Наконец, они легче поддаются обработке, из них можно получить детали необычных форм и цветов, что очень привлекает автомобильных дизайнеров.

На замену стали

В наступлении пластика на автомобильную промышленность ведущие позиции за немецкими компаниями. В середине ХХ века крупные германские химические концерны стали активно разрабатывать материалы из пластмасс, которые могли бы применяться в производстве автомобилей. Более того, именно немецкие компании первыми решили сделать машину целиком из пластмассы. О такой возможности в начале 1960-х годов заявили специалисты Bayer MaterialScience — подразделения крупнейшего германского химико-фармацевтического концерна Bayer AG. Они предложили использовать для несущего основания кузова конструкцию из так называемого полиуретанового сэндвича — пластикового материала, который оказался мало восприимчив к внешним воздействиям. Весной 1967 года такой кузов был впервые представлен на Ганноверской промышленной выставке. И уже осенью, к началу выставки «К-1967», были найдены решения по изготовлению крыши, капота, крыльев, амортизатора и других частей кузова из полимерных материалов. Для внутренней отделки автомобиля технологи тоже подобрали подходящие пластики.

Так появился первый «пластмассовый автомобиль» LEV-K-67. Он официально получил госномер и был сертифицирован для применения на дорогах общего пользования. Примечательно, что до сих пор эта машина выдерживает тестовые испытания на трассе и в том числе отвечает всем требованиям безопасности. А с 1978 года модель LEV-K-67 занимает место в секции «Транспорт» известного мюнхенского Deutsches Museum как наглядный пример успешного использования пластиков в автомобилестроении.

Зародившиеся в модели LEV-K-67 технологические идеи получили дальнейшее развитие. Например, во время работы над проектом технологами Bayer на основе формованного полиуретана был разработан особый материал для автокресел. Позже он начал применяться на автомобилях Volkswagen. До этого кресла изготавливали из каучукового волокна — натурального материала, соединенного с латексом, менее прочного и долговечного. Новые кресла избавили автомобилистов от этих неудобств.

Большой резонанс в автопроме вызвало появление и эластичной пены Bayflex, которая впервые была использована для производства подлокотников в популярной модели Volkswagen Beetle («Жук»). Она открыла перед автопроизводителями возможность создавать приятные на ощупь пластиковые элементы в салоне. Bayflex стал активно использоваться и в выпуске бамперов. Пластиковые бамперы в 1969 году одной из первых начала внедрять компания Porsche — защитные элементы на кузове машины не гнулись он мелких ударов и не отрывались при неудачных маневрах. Со временем все мировые производители начали выпускать бамперы из пластика.

А полиуретановая пена вообще произвела небольшую революцию. На автомобилях Volkswagen этим материалом впервые начали заполнять пустые пространства кузова, из-за чего уменьшился риск коррозии и в разы — уровень шума.

Начиная с 1970-х годов все мировые автопроизводители хорошо знали такие пластиковые материалы из Германии, как Leguval, Novodur, Pocan, Bayblend, Durethan, Makrolon, Baydur, Bayflex, Termaloy. Из них начинают активно изготавливать решетки радиатора, молдинги, задние фонари, детали дверей, дверные ручки, наружные зеркала, колпаки колес, фары, панели приборов, дворники и многие другие детали автомобиля.

Совсем пластмассовый

В настоящее время ведущие немецкие химические концерны работают над расширением присутствия пластмассовых материалов в автомобиле. Один только концерн Bayer MaterialScience ежегодно инвестирует в подобные исследования 240 млн евро. Эти средства идут на то, чтобы создать новые виды пластмассовых материалов с уникальными потребительскими свойствами.

Большие надежды сегодня связываются с технологиями интегрирования в некоторые виды пластика наночастиц углерода. В результате получаются пластмассы с уникальными свойствами электропроводимости, благодаря чему их можно шире использовать в различных деталях двигателя и электронных системах.

Разработаны пластики, очень устойчивые к агрессивным внешним воздействиям, например к сильно нагретому моторному маслу. Это дает возможность использования пластмассовых материалов для изготовления элементов управления коробкой передач и других деталей двигателя и трансмиссии, которые вступают в соприкосновение с нагретыми маслами и где крайне важны характеристики теплостойкости.

Верх мечтаний разработчиков пластиковых материалов — полностью пластмассовый кузов серийного авто. Сегодня уже многие автопроизводители делают некоторые модели из пластиковых корпусов. Однако сверхпрочные композитные материалы пока еще дорогое удовольствие, и получить такой кузов имеют право только дорогие мелкосерийные автомобили, к примеру, премиальные спорткары, которые благодаря своему легкому весу могут достигать на дороге впечатляющих скоростей. Но в будущем технологи надеются удешевить производство пластика, чтобы массовый выпуск пластмассовых кузовов стал реальностью.

Сомневающимся в том, что машины из пластмассы могут быть даже прочнее, чем из стали, можно посоветовать познакомиться с разработками компании Porsche. Еще в 1986 году на выставке «К-1986» в Дюссельдорфе этот автопроизводитель продемонстрировал посетителям новый пластиковый кузов. Желающие проверить его прочность могли нажать на кнопку, и кузов с большой силой тут же ударялся о стену. За время выставки пластиковый автомобиль подвергался такому «краш-тесту» бесчисленное количество раз и при этом оставался абсолютно целым и невредимым.

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.

Читать еще:  Жидкие полироли для кузова автомобиля

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 пластика и расшифровка его маркировки

На сегодняшний день различные виды пластика являются одними из самых распространённых материалов, которым люди пользуются в быту и на производстве. Маркировка пластиков (LDPE, ПВХ, HDPE, РР, PS) многим знакома, но не все точно знают, о чём она говорит. Сегодня мы рассмотрим все варианты обозначений, которые можно увидеть на изделиях из этого материала.

В целом пластик или пластмасса являются продуктом синтетического происхождения. Их получают химическим путём из органического сырья. Например, из природного газа и тяжёлых фракций нефти.

В современном мире пластиковые вещи сопровождают нас повсюду: дома, на работе, и, увы, даже на природе. Помните свой последний выезд в лес или на пляж? Вы ведь наверняка видели там горы пластиковых бутылок или множество разбросанных полиэтиленовых пакетов. Да, зрелище неприятное, но оно, к сожалению, знакомо практически каждому.

Использование пластика присутствует в жизни большей части населения всей нашей планеты. Исключение составляют лишь территории, расположенные далеко от городской цивилизации (ряд племён в Африке и поселения на различных островах).

При этом остальные люди уже с раннего детства соприкасаются с изделиями из этого материала: игрушки, школьные принадлежности, пищевые контейнеры и пр.). Чем взрослее человек становится, тем больше в его жизни появляется пластиковых вещей. Очень мало людей задумывается, можно ли пользоваться этими изделиями в своей повседневной жизнедеятельности. Порой просто сложно определить среди всего многообразия видов пластика безопасные варианты, которые, к примеру, можно применять для хранения пищевых продуктов. Для того, чтобы разобраться в поставленном вопросе, рассмотрим маркировки этого материала. Также выясним, каким бывает пластик, и что из него производят.

Маркировка пластика и расшифровка обозначений

Чаще всего маркировка на пластике интересует нас, когда дело касается предметов, связанных с пищевыми продуктами (контейнеры для обедов, одноразовая посуда). Производители таких изделий обязаны проходить соответствующую экспертизу. Они подтверждают, что состав их продукции пригоден для контакта с пищей. После этого производители получают сертификат на свои изделия, и обязательно должны проставлять маркировку с указанием вида используемого пластика и значка, говорящего о возможности вторичной переработки. Данные элементы обычно проставляют на дне изделия снаружи.

1 — Маркировка «бокал-вилка»


Этот значок свидетельствует о том, что пластик предназначен для контакта с пищей. Если же эта маркировка отсутствует или перечёркнута, то такое изделие ни в коем случае не должно соприкасаться с продуктами питания.

2 — Маркировка «треугольник из стрелок»


Этот значок проставляется на изделиях, предназначенных для вторичной переработки. Такой знак символизирует замкнутый процесс: создать – применить – утилизировать.

Внутри треугольника проставляются цифры. Если от 1 до 19, то предмет изготовлен из пластика. Начиная с двадцати, обозначения относятся к другим материалам.

Под треугольником можно увидеть аббревиатуры из букв. Они указывают на вид используемого пластика.

Виды пластика по маркировке

Теперь давайте разберёмся в расшифровке маркировки видов пластиков.

1 — ПЭТФ (PET/PETE) – полиэтилентерефталат.


Ему соответствует цифра 1. Данной маркировкой обозначается пластик, из которого изготавливают бутылки, одноразовые стаканчики, тарелки и другую посуду, прочие ёмкости и упаковку (для соусов, косметики, специй). Также можно встретить контейнеры для сыпучих продуктов (пищевых и непищевых). ПЭТФ (PET/PETE) – это самая популярная пластмасса в мире. Это связано с тем, что она достаточно лёгкая, но в меру прочная и жёсткая. Минеральные соли, масла, разбавленные кислоты не могут навредить изделиям из этого вида пластика.

Чем опасен пластик PET/PETE? Продукцию из полиэтилентерефталата нельзя использовать дважды. Такой вид пластика при повторном использовании начинает активно выделять токсичные вещества. Например – фталат. Он способен накапливаться в организме человека и распространяться по всем тканям и органам. Наносит вред работе гормональной системы, лёгких и печени. Кроме того, фталат проникает через плаценту. Поэтому при беременности он может навредить и будущему ребёнку.

Если полиэтилентерефталат при вторичном применении контактирует с пищей или водой, то все ядовитые вещества попадают и в них, а соответственно и в организм человека, употребившего данную еду или жидкость.

Переработка PET. После первого применения изделия из PET необходимо отправлять на вторичную переработку. Её осуществляют повсеместно при условии раздельного сбора мусора. Следует учесть, что невозможна переработка пластиковых бутылок из-под растительного масла, так как оно глубоко пропитывает материал, который становится уже непригодным для того, чтобы изготовить из него вторичное сырьё.

2 — HDPE (ПВД) – полиэтилен высокой плотности (низкого давления).


Ему присваивается цифра 2. Из этой пластмассы изготавливают ёмкости для разных жидкостей, одноразовые пакеты, различную посуду для пищевых продуктов, игрушки, банки и контейнеры для косметики и бытовой химии, канистры, вёдра. Также используют в производстве средств гигиены.

Что выделяет пластик HDPE? Он считается относительно безопасным для здоровья человека. При этом часто можно слышать, что изделия из HDPE пригодны для многократного использования. Но его вред не столь очевиден. Данный вид пластика выделяет формальдегид (бесцветный газ), который способен вызывать сбои в работе нервной и дыхательной систем. Также может пострадать слизистая оболочка и кожный покров.

Переработка HDPE. Возможна везде, где происходит раздельный сбор мусора.

3 — ПВХ (PVC) – поливинилхлорид.


Внутри треугольника – цифра 3. Из этого вида пластмасс изготавливают пищевую плёнку, иногда также бутылки, пакеты, игрушки, так как материал достаточно гибкий для этих целей. Часто применяют для изготовления товаров, не связанных с продуктами питания. Например: трубы, садовые принадлежности, напольные покрытия, пластиковые рамы для окон, сантехнические детали и многое другое.

Чем опасен пластик ПВХ (PVC)? Хоть из него и производят изделия, контактирующие с пищей, но применять этот пластик для хранения продуктов нельзя. ПВХ (PVC) содержит бисфенол А, винилхлорид, фталаты, иногда ртуть, кадмий и прочие вещества. Жечь изделия из поливинилхлорида также крайне опасно для здоровья. Они будут выделять сильно токсичный диоксин. Это вещество способно навредить иммунитету и репродуктивным способностям организма человека. Также диоксин вызывает нарушения работы гормональной системы и способствует появлению раковых заболеваний.

Переработка ПВХ. Вопрос по утилизации этого вида пластика стоит особенно остро. В Российской Федерации ПВХ не подвергается вторичной переработке.

4 — LDPE (ПЭНД) – полиэтилен низкой плотности (высокого давления).


Этому виду пластика соответствует цифра 4. Данный материал гибкий, достаточно лёгкий, но прочный. Из него делают пакеты, бутылки, различные контейнеры и ёмкости, детские игрушки, детали и товары для спортивного и туристического снаряжения и пр. Также LDPE (ПЭНД) допускается для упаковки лекарственных препаратов.

Что выделяет пластик LDPE? Этот материал является самым безвредным среди всей линейки пластмасс. Единственная опасность кроется в том, что он способен выделять формальдегид при нагревании и разложении.

Переработка LDPE. Для изготовления вторичного сырья данный материал принимают далеко не везде. Уточнить эту информацию может оператор по вывозу раздельно собранных отходов (РСО).

5 — ПП (РР) – полипропилен.


Обозначается цифрой 5. Изделия из этого материала часто встречаются в быту современного человека: посуда для пищевых продуктов (тарелки, ложки, вилки, стаканчики), баночки и упаковка для сметаны, йогуртов, творожков, детского питания, шоколада и хлеба, средства гигиены, подгузники. Из него также изготавливают контейнеры для горячей еды. ПП (РР) часто используют в автомобильной промышленности и при изготовлении изделий для применения в медицинской сфере и фармацевтике. Полипропилен обычно полупрозрачный либо белый по внешним характеристикам.

Чем опасен пластик ПП (РР)? Он является термоустойчивым, но при высоких температурах выделяет формальдегид. Нельзя использовать полипропилен для бутылок под алкоголь и газированные напитки. Они также провоцируют выделение формальдегида или фенола.

Переработка ПП (РР). Данный вид пластика принимается на вторичную переработку не повсеместно.

6 — ПС (PS) – полистирол.


Ему соответствует цифра 6 в треугольнике. Данный вид пластика чаще всего используют для изготовления одноразовой посуды, а также вспененных подложек для мяса, яиц, овощей и фруктов. Он дешёвый в производстве, очень лёгкий, в меру прочный. Полистирол часто используют в строительной отрасли, для изготовления канцелярских принадлежностей.

Что выделяет пластик ПС (PS)? Несмотря на широкое производство, полистирол не подходит для продуктов питания. PS пластик выделяет токсичный стирол при нагревании, повторном использовании, контакте с некоторыми пищевыми элементами. Данное вещество вызывает нарушения в работе печени, почек, нервной и кровеносной систем.

Переработка ПС (PS). Возможность использования для изготовления вторичного сырья следует уточнять у операторов РСО. Для переработки полистирол принимают не везде.

7 — OTHER (О) – прочие виды пластика.


Их помечают цифрой 7. В эту группу включены все виды пластиков, которым не присвоен собственный буквенный код. Например, поликарбонат и полиамид. Из материалов этой группы изготавливают много разной продукции, применяемой для контакта с пищевыми продуктами и для других целей.

Чем опасен этот вид пластика? В зависимости от конкретного материала данной группы может происходить выделение различных токсичных веществ (бисфенол А, луорен-9-бисфенол и пр., негативно влияющие на работу мозга, эндокринной и репродуктивной систем). Особенно при регулярном мытье изделий и их нагревании.

На вторичную переработку практически не принимают, поэтому лучше избегать продукции из этого вида пластмасс.

Читать еще:  Замена несъёмных панелей кузова

К пластику надо относиться крайне внимательно. Важно помнить, что любой, даже самый, казалось бы, безопасный пищевой пластик (HDPE) при нагревании до температуры свыше +40 градусов Цельсия начинает выделять вреднейший Бисфенол А – сильнейший яд для нашего организма. Поэтому старайтесь всячески избегать контакта с нагретым пластиком, и ни в коем случае не хранить в нём пищевые продукты.

Хорошее знание видов пластика и его маркировок помогает человеку в выборе наиболее безопасных предметов для повседневной жизнедеятельности. На сегодняшний день всё больше людей обращает внимание на экологичность используемых ими материалов. Появляются новые безопасные виды пластмасс, такие как, например, Тритан. В следующих статьях мы напишем подробно об этом материале, а также о том, какой именно вред оказывает пластик на здоровье людей и окружающую среду.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал и будьте всегда в курсе новых статей:

Транспорт

Транспортная промышленность – одна из крупнейших отраслей потребления полимерных материалов, причем, области применения – разнообразны, а перспективы применения — практически неограниченны.

Автомобильный и железнодорожный транспорт, судо- и авиастроение – в каждой из этих отраслей полимерные материалы нашли самое широкое применение.

Композиционные полимеры по многим параметрам превосходят традиционные материалы, и активно их заменяют благодаря своим свойствам и характеристикам:

  • Малая плотность;
  • Высокая коррозионная стойкость;
  • Повышенная прочность;
  • Изолирующие свойства;
  • Шумопоглощение;
  • Антифрикционные показатели;
  • Электротехнические показатели;
  • Технологические свойства.

Изделия из композиционных полимеров более долговечны и надежны при работе, чем аналоги из металла, так как у них отсутствуют сварные швы (врезки, переходы), нет концентраторов напряжений и зон пониженной химической стойкости.

В железнодорожном транспорте применение полимеров позволяет экономить на использовании литьевой стали и цветных металлов, древесины, растительных красок и масел. Благодаря этому, снижается трудоемкость производства подвижного состава, и увеличивается пропускная способность железных дорог. Из полимерных композиционных материалов выполняют внутреннюю отделку вагонов метрополитена, каркасы сидений, интерьер, головную часть кабины поезда.

В автомобилестроении за последние 15 лет резко выросло применение пластмасс. Раньше, пластик в автомобилестроении использовали только в электротехнических деталях и для декорирования. Сегодня, около 30 видов пластмасс служат материалом для изготовления более чем в 400 автомобильных деталей.

Благодаря применению пластиковых деталей, автомобиль становится легче, а значит, снижается расход топлива. Получая детали разнообразных форм и цветов без дополнительных операций, перед производителями открываются широкие возможности для внедрения любых конструкторских и дизайнерских решений. Благодаря применению пластика, снижается стоимость автомобиля, так как появляется возможность отказа от применения цветных металлов и нержавеющей стали, а так же сокращаются энерго- и трудозатраты при производстве. Долговечность и эксплуатационные характеристики автомобиля повышаются.

В конструкции современного автомобиля применяют: полипропилен, полиолефины, ПВХ, полистирол, фторопласты, полиметилакрилат, полиамиды, полиформальдегид, поликарбонат, стеклопластики, фенольные пластики, полиуретаны, этролы, аминопласты, волокниты, текстолиты и др.

В автомобилестроении полипропилен применяется для изготовления колец и прокладок изолирующих пружин подушки опоры двигателя, расширительного бачка, чехла защитного рычага привода ручного тормоза, крышки и корпуса блока предохранителей, для антикоррозионной футеровки резервуаров, элетроизоляционных деталей, а так же изготовления деталей, применяемых при работе в агрессивных средах.
Корпусные детали автомобилей и корпуса аккумуляторов, прокладки, фланцы, корпуса воздушных фильтров, конденсаторы, вставки демпфирующих глушителей, зубчатые и червячные колёса, ролики, подшипники скольжения, фильтры масляных и воздушных систем, рабочие детали вентиляторов, насосов, уплотнения, кулачковые механизмы, изоляция проводов и пружин – полипропилен нашел самое широкое применение в изготовлении деталей и комплектующих авто.

Из ПЭНД изготавливают педали привода акселератора, бачки главного цилиндра тормоза и сцепления, оболочки внутреннего заднего троса привода ручного тормоза, втулки крепления уплотнения, крыльчатки, корпус лампы распределителя заднего отопителя, короба вентиляции передка.

В автомобилестроении используются в основном следующие марки ПЭВД: 17703-010, 10703-020, 10903-020, 11503-035 (ГОСТ 16337-77) для изоляции электропроводов и кабелей, в качестве заменителя стекла, для защиты металла от коррозии, для изготовления крышек подшипников, уплотнительных прокладок, деталей вентиляторов и насосов, гаек, шайб, колпачков для защиты резьбы, пробок топливных баков, трубок, шлангов, бочек опрыскивателя ветрового стекла и расширителя.

Сополимеры АБС (АБС пластики) применяются для изготовления кожуха вентилятора отопителя, кожуха облицовочного вала руля, решётки радиатора, кожуха радиатора отопителя, корпуса сопла, ручки и заслонки воздуховодов, облицовки стоек, дверей, боковины.

Детали из полиамидов (ПА) выдерживают нагрузки, близкие к тем, что выдерживают цветные металлы и сплавы. Полиамиды являются одним из основных конструкционных полимерных материалов, благодаря отличному сочетанию высокой механической прочности и малой плотности с высокими антифрикционными и диэлектрическими свойствами. Полиамиды обладают высокой химической стойкостью к маслам и бензину.

В авиастроении нашли широкое применение армированные пластики, благодаря высокой удельной прочности и термостойкости.

В судостроении, полимеры применяют для изготовления корпусов судов, корпусных конструкций, деталей судовых механизмов, приборов, аппаратуры. Так же, полимеры используют в окраске судов, отделке помещений, тепло-, звуко- и виброизоляции.

Благодаря применению полимеров, значительно улучшаются технические и эксплуатационные характеристики транспортных средств, повышается их надежность, долговечность, снижается трудоемкость изготовления.

Закат эпохи стали. Почему мы скоро увидим пластиковые автомобили на улицах города

Сталь широко используется во всех областях промышленности начиная со времен второй индустриальной революции. Однако пик ее потребления уже миновал, и сегодня все чаще сталь заменяют другими материалами.

Тенденцию отказа от металла можно проследить и на примере использования пластиков в автомобилестроении. Начиная с 1970-х годов доля металлических частей в автомобиле неуклонно снижается: если ранее обычный автомобиль на 79% состоял из стали, то на сегодняшний день доля металла в автомобиле — около 55%. Пластмассы, напротив, показывают устойчивый рост: с 6% в начале 1970-х до 18% к 2020 году, а резины — с 2% до 7%. Сначала может показаться, что пластики используются лишь в отделке салона, однако их можно найти в кузове, в подвеске и даже в двигателе машины.

Сегодня в легковом автомобиле применяется 150-200 кг пластмасс, но уже к 2020 году это количество может возрасти до 300 кг, что будет сопровождаться уменьшением веса автомобиля.

По оценкам экспертов, мировой спрос на конструкционный пластик для применения в автомобильном производстве уже в ближайшем будущем будет расти на 7% в год. Можно с уверенностью сказать, что автомобиль будущего будет содержать гораздо больше полимеров, чем сейчас. Это обусловлено рядом причин, которые я постараюсь описать ниже.

Чем выгодно внедрение пластиков в автомобилестроении?

Безусловно, внедрение инноваций объясняется экономической целесообразностью. Ключевым преимуществом пластиков над металлом является легкость: в среднем пластиковые детали весят на 25-30% меньше, нежели стальные. Уменьшение веса автомобиля, в свою очередь, позволяет снизить потребление топлива. Поэтому данный тренд имеет понятную практическую подоплеку для автомобилестроительных концернов. Производители стараются снижать вес кузова автомобилей, чтобы компенсировать увеличение количества деталей, связанных с безопасностью, а также электронных приборов.

Применение углеродного волокна и композитов с полимерной матрицей позволяет снизить его на 25-70%. Например, болиды «Формулы-1» состоят преимущественно из пластиковых и композитных материалов, и именно применение пластиков позволяет существенно уменьшить вес, улучшить динамические характеристики и увеличить скорость гоночных автомобилей. Меньшее потребление бензина, в свою очередь, делает машины с использованием пластмассовых композитов более экологичными.

Но количество полимеров растет не только в болидах. В городских автомобилях тоже становится все больше пластиковых частей.

Причин тому несколько. Во-первых, опять же, легкость, экономия топлива и, как следствие, экологичность. На Западе спрос на машины с большим потреблением горючего в целом снижается. Люди все чаще покупают автомобили-гибриды, которые наносят меньший вред окружающей среде. Lightweight revolution — стремление максимально снизить вес автомобиля за счет применения различного рода инноваций — также способствует борьбе с загрязнением атмосферы.

Например, такие тренды поддерживаются в Европе на государственном уровне, поэтому автомобильные компании готовы дальше работать в этом направлении. Сегодня глобальная индустрия автомобилестроения сталкивается с ужесточением требований к уровню выбросов углекислого газа: например, Европарламент проголосовал за сокращение средних выбросов CO2 автомобилями до 95 граммов на километр в 2021 году с переходным периодом в год и введением «суперкредитов». В 2015 году правила ЕС ограничивали средние выбросы в 130 г/км и устанавливали рекомендательную норму 95 г/км на 2020 год. Однако ответственные автопроизводители самостоятельно начали проявлять инициативу по достижению максимальной энергоэффективности транспортных средств намного раньше, поэтому ученые уже в течение долгого времени снижают вес автомобиля при помощи инновационных материалов.

В российском автопроме процесс замены металлических частей пластиковыми идет значительно медленнее. Например, количество пластиков в автомобилях российских марок не превышает 10% от общей массы автомобиля. Такое отклонение от тренда обусловлено двумя факторами. Во-первых, в России нет такого масштаба производства конструкционных пластиков. Из всех полимеров, которые производятся на территории России, лишь 5% предназначены для автомобилестроения. Во-вторых, сказывается консервативный подход в разработке новых моделей машин.

Разрыв можно сократить следующими способами: развитием собственного производства полимерных деталей или переориентацией отечественных автомобилестроительных компаний на производство новых марок машин, которые будут соответствовать западным стандартам проектирования в сфере использования полимерных комплектующих.

Инновационные пластики

Крупнейшие автомобилестроительные компании сотрудничают с химическими концернами, чтобы активно внедрять новейшие разработки в производство. Например, концерн специальной химии Lanxess изготавливает детали для автомобилей Porche, Skoda: от частей подвески до коробки передач и деталей двигателя.

Ежегодно крупные немецкие химические концерны инвестируют огромные суммы в создание новых пластмасс, которые будут применяться в автомобилестроении. Сейчас при производстве автомобилей используется более 100 видов пластика: они различаются по степени жесткости и сопротивления, а также по весу.

Например, из полипропилена делаются некоторые части двигателя, колпаки колес и приборная панель; полиуретан применяется в сиденьях, полиэтилен — в ковриках, полиамид — в шестернях, рычагах включения привода, корпусах предохранителей, бензобака и аккумулятора. Привычный в быту поливинилхлорид (ПВХ), из которого делают натяжные потолки и линолеум, используется для изготовления проводки. Поликарбонат, один из наиболее ударопрочных термопластов, может заменить большинство металлических частей автомобиля. Для таких инвестиций есть множество причин. Несколько из них я перечислю ниже.

Многие скептически относятся к пластиковым композитам, так как думают, что этот материал неустойчив и ненадежен. Можно заверить, что это мнение ошибочно, так как высокопрочные армированные пластики имеют более высокие коэффициенты жесткости, сопротивления и термоустойчивости, нежели металл. Например, некоторые полиамиды во время краш-тестов показывают лучшие результаты по сравнению с листовой сталью. Однако стоит сказать, что и минусы у них есть: составные части из полиамида являются более дорогими по сравнению с металлическими.

Говоря о дополнительной жесткости, надо отметить, что пластики можно армировать: применение армированных волокон увеличивает прочность конструкции и обеспечивает термостойкость деталей. Например, армированные волокна используются для изготовления деталей приборов, которые подвергаются тепловым воздействиям.

Помимо lightweight revolution еще одним преимуществом пластиков над сталью является долговечность материалов: они не подвержены коррозии, а также обладают большой термоустойчивостью. Использование звукопоглощающих композитных материалов в отделке салона также улучшает шумоизоляцию.

Помимо всех перечисленных выше факторов использование пластиков также обеспечивает простор для различных конструкционных и дизайнерских решений. Термопластичные полимеры поддаются переработке, из них можно получить детали различной формы и цвета. Таким образом, внедрение пластиков может сильно изменить и внешний вид автомобиля будущего. Также пластик и пластмассовые композиты хорошо подходят для массового производства. Уже сегодня получает распространение 3D-принтинг различных деталей, в ближайшее время аддитивные технологии постепенно будут внедряться в производство.

Преграды на пути массового внедрения пластика в автомобилестроение

Несмотря на, казалось бы, радужные перспективы применения пластиков в автомобилестроении, по-прежнему существует ряд аспектов, которые препятствуют их повсеместному внедрению. В основном они связаны с ценовым фактором: пластиковые детали дороже в изготовлении, нежели разные типы металла, которые используются в автомобилестроении. Кроме того, технологический процесс создания высококачественных пластиков на порядок сложнее производства деталей из сплавов. Полный переход на пластиковые материалы повлечет за собой необходимость в замене промышленного оборудования, что обойдется производителям деталей для автомобилей существенными затратами. Также недостатком для компаний, производящих автомобили, является небольшой опыт работы с пластиками. Вот почему они не спешат форсировать события.

Для конечного пользователя, конечно, вопрос цены всегда имеет одно из первостепенных значений: в последние годы мировые цены на нефть существенно снизились, что позволяет им купить автомобиль с большим количеством потребляемого топлива, потратив меньше денег в краткосрочной перспективе. В таких условиях большой соблазн не задумываться о долгосрочной выгоде и экологии. Так, цены на нефть становятся своеобразной преградой на пути энергосберегающих инноваций. Несомненно, проектирование автомобилей со сложным сочетанием материалов — непростой процесс, кроме того, массовое принятие новых разработок всегда потребует времени.

Несмотря на все трудности, доля пластиков в современных автомобилях неуклонно растет. Чтобы полностью реализовать потенциал этих технологий необходимо более интенсивное сотрудничество автомобилестроительных и химических концернов, которые производят подобные детали и обладают соответствующим опытом.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector