پلاستیک در صنعت خودرو

پلاستیک در صنعت خودرو

هدف این مقاله، ارائه یک بررسی اجمالی درباره پلیمرهایی است که در حال حاضر در صنعت اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرند. با ما همراه باشید…

صنعت اتومبیل در آستانه یک انقلاب است و صنعت پلاستیک نقش بسیار مهمی را در پیشبرد آن ایفا می‌کند. انقلاب پلاستیک حقیقی در صنعت اتومبیل در سال 1950 هم‌زمان با استفاده از ترموپلاستیک‌ها و با ABS آغاز شد. توسعه مداوم پلیمرهای پیشرفته با عملکرد بالا مصرف آن‌ها را به‌طور چشم‌گیری افزایش داده است. اصالتاً پلاستیک‌ها به دلیل خواص مکانیکی بالا، ظاهر مطلوب و امکان رنگ دهی به صنایع مختلف ورود کردند. امروزه، استفاده از پلاستیک در ماشین‌ها به‌طور عمده برای بهره‌وری بالاتر خودروها به‌وسیله کاهش وزن آن‌ها مورداستفاده قرارمی گیرد که موجب افزایش دوام، مقاومت در برابر خوردگی، سختی، انعطاف‌پذیری در طراحی، خاصیت ارتجاعی و عملکرد بالا و کاهش هزینه در صنعت خودروسازی است.

در هر اتومبیل به‌طور متوسط نزدیک به 150 کیلوگرم پلاستیک و کامپوزیت‌های پلاستیک و در مقابل 1163 کیلوگرم آهن و استیل استفاده می‌شود و استفاده از پلاستیک‌ها در ساختار ماشین همواره رو به رشد است. نمودار زیر روند افزایشی استفاده از پلاستیک در اتومبیل را نشان می‌دهد.

صنعت خودروسازی از کامپوزیت‌های پلیمر مهندسی‌شده و پلاستیک، به‌عنوان دومین متریال کلاس خودرویی بیشترین استفاده را بعد از فلزات و آهن دارند.

 طی رشد عظیم قطعات پلاستیکی در صنعت خودروسازی، مزایای استفاده از پلاستیک نیز تغییر کرده است. هزینه‌های نصب به علت قابلیت تولید پلاستیک به‌صورت قطعات با هندسه پیچیده مقرون‌به‌صرفه شده است. اغلب قطعات پلاستیکی جایگزین چندین قطعه با مواد تشکیل‌دهنده متفاوت شده‌اند که اتصالات یکپارچه و مونتاژ آسان را فراهم می‌کند. انواع مختلفی از پلیمر در بیش از هزاران قطعه با ابعاد و اشکال مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. با بررسی سطحی هر ماشین می‌توان دریافت که پلاستیک در ساخت فضای داخلی و بیرونی آن مانند سپرها، درها، حفاظ‌های ایمنی، پنجره‌ها، چراغ‌ها و آیینه بغل و دستگیره‌ها نقش اساسی را ایفا کرده است.

 بااینکه در یک ماشین 13 نوع پلیمر مختلف استفاده می‌شود، ولی 3 پلیمر حدود 66 درصد از ساخت اجزای پلاستیکی خودرو را شامل می‌شوند:

(Polyurethane (17%

(Polypropylene (32%

پلاستیک استفاده شده در یک اتومبیل نرمال

 PP – Polypropylene که مقاومت شیمیایی بسیار بالایی دارد و تقریباً به‌طور کامل از نفوذ آب مصون است. رنگ مشکی بهترین مقاومت را نسبت به اشعه فرابنفش دارد و استفاده از آن در صنعت ساخت‌وساز رو به افزایش است؛ که یکی از مصارف آن استفاده در سپر خودرو است.

PUR – Polyurethane به‌صورت گسترده در فوم‌های ارتجاعی و انعطاف‌پذیر صندلی‌ها، پنل های سخت برای عایق، واشر و بست فوم میکرو سلولی، چرخ‌ها و تایرها، بوش‌های سیستم تعلیق خودرو، قطعات پلاستیکی سخت و کوسن‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.

PVC – Poly-vinyl-chloride دارای مقاومت بالا نسبت به خورندگی مواد شیمیایی و حلال‌ها می‌باشند. Vinyl موجود در آن باعث استحکام کششی خوب و برخی از گریدهای آن انعطاف‌پذیر می‌باشد. متریال آن به‌صورت رنگی و بی‌رنگ موجود است که در پنل های برقی خودرو، روکش‌های سیم‌های برقی، لوله‌ها و درها استفاده می‌گردد.

ABS – acrylonitrile – butadiene – styrene یک ترموپلاستیک بادوام که به آب‌وهوا و برخی از مواد شیمیایی مقاوم است. یک پلاستیک با درجه سختی بالا که مشخصه‌هایی همانند لاستیک و خاصیت مقاومت در برابر ضربه را دارد. از مصارف کاربردی آن می‌توان به داشبورد خودرو و کاورها اشاره کرد.

PA – polyamide به نام نایلون 6.6 و نایلون 6 شناخته‌شده است. هردو این نایلون‌ها مقاومت‌های بالایی در برابر سایش دارند و دارای مشخصه‌هایی مانند اصطکاک پایین و مقاومت شیمیایی بالا هستند. آن‌ها همچنین قابلیت جذب راحت آب را دارا هستند و قطعات در شرایط مرطوب و نمناک منبسط می‌شوند که این امر مانع استفاده از آن‌ها در مصارفی که دقت بالای ابعادی نیاز دارد، می‌شود. موارد استفاده: چرخ‌دنده‌ها، بوش‌ها، دندانه‌ها، بورینگ ها، روکش‌های مقاوم نسبت به آب‌وهوا و…

PS – polystyrene پلیمری محبوب که تولید آن بسیار سهل است ولی در برابر اشعه ماوراءبنفش ضعیف می‌باشد. موارد استفاده از آن در سرپیچ‌ها، دکمه‌ها، اتصالات خودرو و پایه‌ی صفحه‌نمایش.

PE – polyethylene مقاومت شیمیایی بالایی دارد. پلی‌اتیلن با چگالی کم یا (LDPE) و پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE) وجود دارد. از موارد استفاده آن می‌توان به شیشه‌های تقویت‌شده برای بدنه ماشین‌ها، عایق الکتریکی، بسته‌بندی و مواردی که مقاومت و زیبایی از اهمیت بالا برخوردارند اشاره کرد.

POM – Polyoxymethylene یا شناخته‌شده به نام Polyacetal یا Polyformaldehyde از سختی و بازده بالایی برخوردار است که در دمای پایین نیز پایدار است. مقاومت بسیار خوبی در برابر تماس با سوخت و مواد شیمیایی دارد. موارد استفاده: تزیینات خارجی و داخلی ماشین، سیستم سوخت‌رسانی، چرخ‌دنده‌های کوچک.

PC – polycarbonate مقاومت بالایی در برابر تغییر فصل و اشعه ماوراءبنفش دارد، همراه با میزان شفافیت بالای تقریباً به‌خوبی اکرلیک ها. موارد استفاده آن عبارت‌اند از: شیشه‌های محافظتی، سپرها، عینک‌ها، لنزها و لنزهای چراغ‌ها.

PMMA – اکریلیک از شیشه شفاف‌تر است، استحکام کششی بالایی دارد (نوع ضد خرد شدن آن نیز موجود است) و نسبت به اشعه فرابنفش و تغییرات آب‌وهوا مقاوم است، کیفیت اپتیکال بالا و کیفیت سطح بالا همراه با رنج رنگی بالا می‌باشد. موارد استفاده از آن عبارت‌اند از: پنجره و صفحه‌ی نمایش.

PBT – polybutylene terephthalate مقاومت بالایی نسبت به مواد شیمیایی دارد و از خواص الکتریکی خوبی برخوردار است، مواد سفت و سختی که قابلیت جذب آب دارد، مقاومت بالا نسبت به استرس دینامیکی، پایستگی ابعادی و حرارتی، سادگی در تولید – کریستالیزه شدن سریع و خنک شدن سریع. از موارد استفاده آن عبارت‌اند از قاب‌ها و غلاف‌های چراغ‌های مه شکن، قطعات رویی سان روف، غلاف سیستم قفل، دستگیره‌های در سپر و قطعات کاربراتور.

PET – Polyethylene terephthalate شرایطی مشابه با PBT دارد، پایداری حرارتی خوب، خواص الکتریکی بالا، جذب آب بسیار پایین، کیفیت سطح بسیار بالا. موارد استفاده: دسته و غلاف چرخ‌دنده برف‌پاک‌کن، نگهدارنده چراغ، کاور موتور، غلاف‌های اتصالات.

ASA – متریال acrylonitrile styrene acrylate سختی بالا، مقاومت زیاد نسبت به مواد شیمیایی و پایداری حرارتی، مقاومت بی‌نظیر نسبت به آب‌وهوا و براق بودن از خصوصیات اصلی آن است. موارد استفاده: غلاف‌ها، نماها و قطعات داخلی و خارجی.

در طراحی خودرو، پلاستیک کمک زیادی در اختراعات متعدد در زمینه امنیت، کارایی و مصرف بهینه سوخت داشته است، اما مستلزم تحقیق و ارتقا دائمی می‌باشد. متخصصان برجسته بر این نظر هستند که آسان‌ترین و کم‌هزینه‌ترین راه برای کاهش مصرف انرژی و آلودگی ماشین‌آلات، کاهش وزن ماشین است. تخمین زده‌شده است که هر 10% کاهش وزن ماشین، 5% تا 7% در کاهش مصرف سوخت مؤثر می‌باشد. درنتیجه به ازای هر کیلو‌گرم کاهش وزن ماشین، پتانسیل کاهش انتشار کربن دی‌اکسید تا 20 کیلوگرم به وجود خواهد آمد. به‌کارگیری متریال‌های سبک در خودرو واجب و نیاز مشترک ما می‌باشد.

پلاستیک در فعالیت‌ها و اولویت‌های تکنولوژی

صنعت پلاستیک تقش مهمی در حمایت از صنعت خودروسازی دارد. مهندسان خودرو در تلاش‌اند تا با به‌کارگیری پلاستیک سیستم‌های دیگر را بهینه‌سازی کنند. یکپارچه‌سازی قطعات تزریق و قطعات بادی برای ارائه محصول بهتر بدون نیاز به مونتاژ، هزینه‌های بالای استفاده از فلزات را حذف کرده است. پلاستیک‌ها در حال پیدا کردن راه خود در طراحی‌های ساختاری خودرو می‌باشند (یکی از سخت‌ترین مشکلات طراحی ماشین که تانک سوخت آن بود به لطف پلاستیک حل شد).

چهار حوزه بااهمیت بالا در زمینه تحقیق و توسعه پلاستیک وجود دارد که عبارت‌اند از:

• فضای داخلی
• بدنه و فضای خارجی
• شاسی و انتقال قدرت
• سبک‌سازی

فضای داخلی – پلاستیک‌ها در ساختار داخلی خودرو به‌منظور افزایش زیبایی، فضا و ایمنی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

برای ساخت اکثر اجزای داخلی خودرو همچون کنسول، کمربند، تزیینات بغل، آینه‌ها، زیر پایی، صندلی‌ها و … از پلاستیک استفاده می‌شود. قابلیت شکل‌گیری پلاستیک‌ها، طراحی فضای داخلی را روزبه‌روز چشمگیرتر و مطلوب‌تر کرده است.

بدنه و فضای خارجی– از سپر تا پنل های بدنه، از شیشه‌های ایمنی تا دوربین دنده‌عقب و فعالیت‌های تحقیقاتی برای تکنولوژی‌های مدیریت انرژی را در بربگیرد. علاوه برافزایش مقاومت در عایق‌بندی مانع له شدن سقف و کاهش وزن بدنه شده و از درعین‌حال تأثیری بر کارایی نیز نداشته باشد.

شاسی و انتقال قدرت – تحقیقات در این زمینه بر روی قطعات که تولیدکننده و انتقال‌دهنده قدرت هستند مثل قاب اصلی و قطعات متحرک متمرکز است. اولویت‌های تحقیق و توسعه شامل کسب پیشرفت‌های چشم‌گیر در مهندسی و قابلیت‌های تحقیق درزمینهٔ طراحی پلاستیک، پیدا کردن راه‌های جدید برای بهینه‌سازی ایمنی و مصرف سوخت، گسترده کردن قابلیت مدل‌سازی پیش‌بینی‌شده برای مواد کامپوزیت و توسعه مؤلفه‌های جدیدی که برای ماشین‌های جایگزین آینده و گزینه‌های انتقال قدرت موردنیاز است.

سبک‌سازی – به‌طور مثال رینگ جدید فوق سبکی که در سال‌های اخیر به بازار عرضه گردیده، از مواد پلاستیکی ساخته‌شده است. همچنین افزایش به‌کارگیری از مواد PP به‌جای فلزات نیز تأثیر چشمگیری در کاهش وزن خودرو داشته است. گذار از مواد مرسوم و مورداستفاده فعلی به مواد سبک‌وزن مستلزم فعالیت‌های تحقیقاتی زیادی است که ارزش کلی پلاستیک در خودرو را افزایش می‌دهد. پایین آوردن مرکز ثقل ماشین، بهبود سیستم عملکرد و جلوگیری از تصادفات جانی، بهبود امنیت عابرین پیاده مثال‌هایی از کاربرد مثبت استفاده از پلاستیک‌ها است.

تحقیق و توسعه در زمینه پلاستیک و پیدا کردن متریال های جدید دائماً در جریان است. pp سبک شده، ترموپلاستیک های مخلوط شده، پلاستیک های قابل‌جذب در طبیعت نمونه‌هایی از رشد نوآوری‌های پیوسته در صنعت پلاستیک می‌باشند. هدف اصلی تمام تأمین‌کنندگان پلاستیک تولید راحت‌تر و ارزان، خواص بهتر و حفظ محیط‌زیست است.

با مراجعه به سامانه B2Wall می توانید به طور مستقیم و بدون واسطه با تولیدکنندگان و تامین کنندگان مواد اولیه، تجهیزات و ماشین آلات صنعت پلاستیک ارتباط برقرار کنید و به راحتی خرید نمایید. شرکت نکهو بهینه ماشین یکی از ارائه دهندگان ماشین آلات و قالب های تزریق پلاستیک، لوازم جانبی و انواع ربات صنعتی می باشد. این شرکت با فروش بیش از 2500 دستگاه تزریق پلاستیک توانسته است با صنایع مختلف پلاستیک همکاری نزدیکی داشته باشد.

برای مشاهد محصولات شرکت نکهو بهینه ماشین می‌توانید گزینه زیر را کلیک کنید.