Посилення тиску законодавства кількох північноамериканських штатів щодо викидів газів призвело до спільної програми, немислимо кілька років тому, між федеральним урядом та трьома великими виробниками щодо зменшення забруднення, яке створюється автомобілем, а отже, і його споживання.: очевидним рішенням є зменшення ваги завдяки більшому застосуванню пластмас та композитів
Недоліки гібридних рішень
Це гібридна конструкційна збірка, у якої є ряд недоліків, які перешкоджають більшому зменшенню ваги порівняно з використанням одного матеріалу.
Монометалевий корпус, будь він виготовлений із сталі чи алюмінію, діє структурно як одне ціле, і кожен з його елементів поводиться точно передбачувано, базуючись на базі даних із поколінням понад століття.
Малюнок 1. Армовані термопласти з довгими волокнами мають високі вимоги до конструкції, особливо в салонах автомобілів, які можна виготовляти з високими показниками та повністю переробляти.
Захист мешканців у разі аварії в даний час базується на концепції контрольованої деформації, тому прийняття полімерних елементів в даний час вимагає часткової компенсації їх різної поведінки в цьому відношенні за допомогою спеціальної арматури (і збільшення ваги) металевої структури. Таким чином, частково втрачаються переваги зменшення ваги від його використання.
Прийняття композитних конструкцій може скасувати цей недолік, і це було широко продемонстровано в умовах високої конкуренції, що немає жодної безпеки, порівнянної з безпекою шасі, частково з вуглецевого волокна. Цілком можливо зробити склопластикові композитні конструкції, які могли б бути більш-менш конкурентоспроможними за ціною, що не є найбільшою складністю, пов’язаною з їх прийняттям; недоліки різноманітні і не вирішені, хоча його використання було б більш сумісним із зовнішніми елементами, вилитими з пластику.
Проблема композиційних конструкцій
Поняття контрольованої деформації не застосовується до композитних конструкцій, а скоріше, до поглинання енергії удару шляхом поступового руйнування матеріалу. Це не означає повне виведення з ладу корпусу, а лише пошкоджену частину, як це завжди буває з елементами з листового металу, які традиційно ремонтувались вручну і зараз замінюються.
В якості першого заходу необхідно прийти до загальної конструкції конструкції, яка, беручи це до уваги, дає змогу визначити та оцінити поведінку матеріалу в цьому відношенні. Приклад вже проведеної роботи представлений різними патентами на оснащення передавальних валів композитів, які використовуються все частіше і частіше, самодеструктивними системами, щоб запобігти їх величезному опору від запобігання контрольованій деформації металевої структури струму тіл.
Рисунок 2 У конструкції кузовів вантажних автомобілів, як правило, необхідний нижчий рівень виробництва сприяє масовому впровадженню пластикових та композитних елементів у зовнішню частину кузова.
Автомобільна промисловість не може прийняти жодної будівельної системи, яка не гарантує отримання кожного елемента в точно визначений момент та з абсолютною регулярністю характеристик. Тут виникає другий недолік використання цих матеріалів; Ще не існує процесу, який за розумних витрат на трансформацію дає змогу отримати ці гарантії. З цієї причини, хоча вартість та експлуатаційні якості композиційних елементів можуть бути прийнятними за допомогою конструкції, розробленої з урахуванням характеристик матеріалу, досі не вдалося створити системи, що задовольняють виставленим умовам.
Ситуація та перспективи
Ми ще далекі від переходу до значного використання полімерних матеріалів; не рік тому, в розмові з генеральним менеджером з питань закупівель Renault, Він підтвердив, що немає прогнозу щодо збільшення використання пластмас у найближчі роки. І ця компанія була однією з компаній, яка приділила найбільше зусиль застосуванню пластмас та композитів у своїх автомобілях по всій Європі.
Виробництво пластмас може отримати вигоду від високих енергетичних витрат та впливу на навколишнє середовище виробництва алюмінію, що, в свою чергу, може спричинити значний екологічний рух для просування композитної альтернативи. Але для цього знадобиться розробка методів формування та формулювання матеріалів, що дозволяють прийнятні витрати. І ми далеко від цього. З цієї причини необхідні програми досліджень матеріалів та технологічних процесів, орієнтовані на цю мету: найбільшим викликом матеріальної промисловості є проблема, що поставлена перед автомобільною промисловістю.
У цьому контексті вражає те, що серед матеріалів, запланованих на P2000 згадується вуглецеве волокно, а не скло. Вартість та механічні характеристики останнього роблять його ідеальним для конструкції автомобіля, хоча його низький модуль пружності вимагає конструкції з моментами інерції, щоб подолати цю незручність. Ймовірно, це матиме кращі кінцеві витрати, ніж дозволять поточні зусилля програми P2000, з яких дії Форд таких як Lupéz de Arriortа, наближених до виробників алюмінію, щоб зменшити їх поточну вартість, яка може мати лише обмежений обсяг.
Поточні досягнення
У 2003 році 10% автомобілів, що продаються в Каліфорнії, мають становити нульові викиди. Отже, електричний автомобіль є нішею для розвитку застосування полімерних матеріалів, і жоден семестр не проходить без прототипів цього типу, які використовують композиційні конструкції цілісно.
Такі проекти, як Тюльпан Європейські - це не просто вправа в стилі, і у них є чітко визначені програми, які ми, мабуть, побачимо використовувати в найближчі роки. Міні-електричний міський транспортний засіб, що курсує від станції до станції зарядки за допомогою кредитної картки, вже є реальністю у деяких французьких містах.
З вищевикладеного можна припустити, що прийняття композитних конструкцій для серійних автомобілів стане реальністю в середньостроковій перспективі, виходячи з подій, необхідних для виробництва електричних або гібридних тягових автомобілів. Це буде в найближчі роки, незважаючи на їхні обмеження, реальністю, набагато важливішою, ніж те, що ми бачимо сьогодні.