Застосування технічних пластиків в автомобілебудуванні

Використання пластмаси в автомобілебудуванні можна вважати усталеною нормою з позитивною тенденцією розвитку. Широке застосування пластиків обумовлюється їх головними якостями, такими як корозійна стійкість, щільність, діелектричне опір. По цим і ряді інших показників пластики перевершують традиційні для автомобільної галузі матеріали.

Варто підкреслити, що за останнє десятиліття в області виробництва і застосування пластмаси відбулися суттєві зрушення. Якщо раніше з пластику виготовляли виключно елементи декоративного призначення та електротехнічного пантелику, сьогодні полімер приймає безпосередню участь у виробництві ряду навантажених вузлів і систем.

Які чинники дозволили пластиковим складам проникнути глибоко в структуру автомобіля?

1. Мала вага. Зниження ваги за рахунок впровадження полімерів сприяє зниженню витрати палива.

2. Нові конструктивні рішення. Як відомо, термопластичні полімери досить просто переробляти, тим самим втілюючи в життя будь-які дизайнерські задуми.

3. Відмова від дорогих металів. Мідь, алюміній, нержавіюча сталь серйозно впливають на вартість кінцевого продукту. Заміна напівдорогоцінних металів на пластик знижує трудовитрати, що позитивно відбивається на кінцевій вартості авто.

4. Продовження довговічності та експлуатаційних якостей.

Для початку розберемося з визначеннями, а вже після перейдемо до детального розбору кожного підвиду пластмас. Пластиками або пластичними масами прийнято називати композиції полімерів і олігомерів, які перебувають у зв'язці з інгредієнтами-наповнювачами, такими як: слюда, каолін, вуглецеві волокна, тальк, а також стабілізатори та пластифікатори.

Залежно від сполучного компонента пластики поділяються на дві категорії: термопластичні полімери, термореактивні пластмаси, які не піддаються розм'якшення.

Термопластичні маси

Список термопластичних мас, що застосовуються в конструкції автомобілів, значний:

• полівінілхлорид;

• поліамід;

• полістирол;

• фторопласт;

• склопластик;

• текстоліти і волокниты.

Також не будемо забувати і про поліуретан з поліпропіленом. Вибір на користь пластиків обумовлюється не тільки необхідністю зниження ваги транспортного засобу, але й умовами, при яких матеріал повністю відповідає експлуатаційним вимогам. Ці вимоги описують надійність деталі, що безпосередньо пов'язано з безпекою і комфортом користувачів автомобілем.

За які якості пластик цінують автовиробники?

1. Мала щільність. Зазвичай це значення знаходиться в діапазоні 1,0-1,8 г/див.

2. Діелектричні здібності. Пластик не проводить електричний струм.

3. Корозійна стійкість. Полімерам не страшна електрохімічна корозія, як і слабкі розчини кислот і лугів.

4. Унікальні механічні характеристики. Завдяки зміні складу пластики можуть бути як твердими, міцними, так і пружними, гнучкими. Деякі пластики по міцності перевершують навіть чавун.

5. Антифрикційні показники. Яскравий приклад – поліамідні підшипники, що працюють практично без змащення.

6. Теплоізоляція. Полімери відмінно проводять тепло.

У список також слід додати адгезійні якості і безвідходне виробництво.

Від огляду загальних моментів перейдемо до приватних.

Поліолефіни

Це високомолекулярні вуглецеві сполуки, одержувані шляхом полімеризації: пропілену, етилену і інших олефінів. Полиолефинам притаманні відмінні діелектричні значення, морозостійкість, околонулевой вологопроникність.

З найбільш затребуваних поліолефінів варто відзначити поліпропілен, поліетилен і їх модифікації.

Якщо проводити порівняння, то у поліпропілену порівняно з поліетиленом є одна важлива перевага – підвищена жорсткість і механічна стійкість. Руйнівної для цього полімеру вважається навантаження 25-40 МПа. Втім, є у поліпропілену і недоліки, до яких відноситься низька морозостійкість. Втрата базових характеристик спостерігається вже при температурі -20°С.

Цей пластик використовується при виробництві прокладок і кілець, призначених для ізоляції рухової опори. З поліпропілену також роблять розширювальні бачки, кришки запобіжного блоку, електроізоляційні елементи, прокладки, корпусу акумуляторів і багато чого ще.

Полістирольні пластики

У цю категорію входить як мінімум три типи сополімерів:

• Поливинилхлориды (ПВХ)

• Винипласты

• Поліаміди

Полівінілхлорид і вініпласт застосовується для виготовлення комунікацій, за якими здійснюється доставка палива, антифризу. З цих пластмас роблять крильчатки вентиляторів, прокладки, елементи насосів.

Поліаміди самі міцні і жорсткі пластики. По несучій здатності порівнянні з кольоровими металами. З поліаміду виробляють тяги кермової трапеції, фіксатори шарнірів, зубчасті передачі, підшипники, гвинтові стійки. Єдиним мінусом поліаміду є висока вартість виробництва, що зменшує сфери його впровадження.

Полікарбонати і полиформальдегиды

Полікарбонату притаманні такі якості, як мала гігроскопічність, газопроникність, твердість і теплостійкість. З нього роблять шестерні, кришки, корпусу вузлів, клапани і підшипники.

Полиформальдегид, известный также под другим названием – полиацеталь, выделяется повышенной теплостойкостью при изгибе. Это значение у полиацеталя даже выше, чем у полиамида, а по коэффициенту трения эти полимеры равны.

Термореактивные пластмассы

В эту категорию принято относить фенольные пластики, пресс-порошки типов О, Вх, волокниты типа У, а также стекловолокниты и текстолиты. Из термореактивных пластмасс изготавливают сверхпрочные элементы с высокими антифрикционными и механическими показателями. Их можно встретить в составе крыльчаток, прокладок, шайб, радиаторных кожухов, шкивов.

Подведем итог обзора. Перспективность применения пластиков в автомобилестроении очевидна. Полимерная составляющая не только способствует снижению веса транспортного средства, но и обеспечивает безопасность, повышает уровень комфорта. По статистике масса пластиковых элементов в конструкции авто насчитывает 45 кг. В перспективе эта цифра вырастет до 80 или даже 100 кг. Высока вероятность того, что высокопрочные композиты в скором времени позволят создавать из полимеров наружные детали, такие как: колесные диски, рессоры и даже карданные валы.