Tworzywa w Motoryzacji

05 września 2023
Pierwszym elementem mogącym połączyć sektory motoryzacji i tworzyw sztucznych było wynalezienie i opatentowanie przez Charlesa Goodyear’a w 1839 roku procesu wulkanizacji kauczuku. Nowy produkt szybko znalazł zastosowanie w produkcji opon znacznie wpływając na podniesienie poziomu komfortu podróżowania. Ale to dopiero 1913 rok i pierwsza seryjna linia montażowa Forda T oraz szeroki dostęp do taniej ropy naftowej przypieczętował historię sukcesu przemysłu motoryzacyjnego. Równolegle do rozwoju automobilizmu, przemysł chemiczny święci sukcesy odkrywając Bakelit(1909), proces polimeryzacji PCW(1913), proces produkcji Polietylenu (1933) czy Nylonu (1935) i doprowadzając do nierozerwalnego mariażu dwóch gałęzi gospodarki.

 

Dlaczego tworzywa sztuczne sprawdzają się w przemyśle motoryzacyjnym.

Redukcja wagi i energooszczędność.

Waga elementów używanych do produkcji samochodów ma zdwojony wpływ na wielkość zużywanej energii. Pierwszy raz podczas produkcji samej części a następnie w trakcie długoletniego cyklu życia. W rezultacie odpowiedni materiał powinien być lekki, a jednocześnie na tyle mocny aby zapewniać odpowiednie właściwości mechaniczne wystarczające dla zapewnienia określonych wymagań.

Tworzywa sztuczne takie jak poliamid czy polipropylen, są popularnymi tworzywami znanymi ze swojej twardości, trwałości i odporności na czynniki zewnętrzne dzięki czemu z powodzeniem potrafią zastąpić materiały tradycyjne a często eliminują je stając się pierwszym wyborem konstruktorów. Ponadto ich niewielka waga prowadzi do oszczędności energii potrzebnej do napędzania i polepszenia osiągów pojazdu. Niewielkie zapotrzebowanie na energię i szybkość produkcji oraz możliwość wykorzystania surowca z recyklingu pozwala na wymierne oszczędności finansowe dla producenta jak i ograniczenie wpływu na środowisko naturalne.

Bezpieczeństwo i komfort

Polimery są szeroko wykorzystywane przy produkcji części samochodowych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo. Przykładowo: zderzak samochodowy wykonany jest z tworzyw o wysokiej odporności na uderzenia takich jak ABS czy polipropylen.

Innymi przykładami zastosowania tworzyw w systemach bezpieczeństwa to wykorzystanie przy produkcji poduszek powietrznych, pasów bezpieczeństwa i fotelików dziecięcych, które są trwałe, bezpieczne i potrafią absorbować znaczne siły powstające podczas zdarzeń drogowych.

Wreszcie poprawiają komfort będąc głównym materiałem dla wypełnienia foteli oraz wytłumiają niepożądany hałas użyte jako maty wygłuszające.

Odporność na korozję

Umieszczenie w środowisku wilgotnym czy bezpośredni kontakt z solą drogową wpływa destrukcyjnie na elementy podwozia i karoserii wykonane z metali. Zastosowanie elementów polimerowych znacznie wydłuża żywotność detali ograniczając procesy zabezpieczenia antykorozyjnego do minimum lub pozwalając na całkowitą rezygnację z dodatkowego zabezpieczania przed korozją.

Design

Każdy producent samochodu pragnie odnaleźć swój własny i niepowtarzalny styl. Dąży do tego aby jego produkt był rozpoznawalny na pierwszy rzut oka. Przy postępującej globalizacji i unifikacji produktów oraz podążaniem za trendami zakupowymi projektanci mają twardy orzech do zgryzienia. Tworzywa sztuczne przychodzą z pomocą oferując swoje niezwykłe właściwości. Prócz dobrze znanych dla wszystkich maskownic chłodnic zwanych potocznie atrapami lub grillami gdzie zwyczajowo umieszcza się logotyp producenta w ostatnich latach projektanci zwrócili większą uwagę na oświetlenie zewnętrzne samochodu. Wykorzystując poliwęglan - ultraprzezroczyste i łatwe do modelowania tworzywo są w stanie wytworzyć klosze lamp, które zachowując spójność projektową dla danej marki coraz częściej to właśnie one świadczą o przynależności samochodu do danego koncernu.

Dzięki łatwości wytwarzania skomplikowanych kształtów projektanci mogą wykazać się swoją kreatywnością i zaskakiwać użytkowników innowacyjnymi kształtami i rozwiązaniami niedostępnymi dla przemysłu sprzed epoki tworzyw sztucznych.

Najpowszechniejsze elementy wykonywane z tworzyw sztucznych:

  • elementy w komorze silnika - filtry, pokrywy, rury, obudowa akumulatora, itp.,
  • wyposażenie wnętrza – materiały obiciowe, wykładziny, deska rozdzielcza, przełączniki,
  • instalacja elektryczna - czujniki, izolacje przewodów, skrzynki bezpieczników,
  • elementy karoserii - błotniki, klapa bagażnika, zderzaki,
  • oświetlenie zewnętrzne i wewnętrzne,
  • elementy podwozia - łączniki stabilizatorów, osłony podwozia i amortyzatorów
  • systemy bezpieczeństwa - pasy bezwładnościowe i poduszki powietrzne
  • system paliwowy - zbiornik, przewody i filtry paliwa,
  • układ jezdny - opony