Полімери: ефективний план схуднення

Автомобільний сектор, яка настільки ж періодична, як і захоплююча, постійно перебуває в центрі уваги спеціалізованої преси, а також публікацій з економіки та технологій. Навіть більше, якщо це можливо, у цей безпрецедентний період обмежень, який ми переживаємо у всьому світі, коли продаж автомобілів впав до надзвичайно низьких рівнів. Чи загрожує безперервність таких подій внаслідок конкретного економічного клімату? Чи означатиме коронавірус закінчення зміни парадигми, яка зараз відбувається у галузі виробництва автомобілів? Було б соромно, адже сектор переживає справжню революцію. Протягом всього десятиліття виробники кардинально змінили своє бачення автомобіля майбутнього.

змагання

Тривалий час виробники орієнтувались на досягнення все більш потужних двигунів. Пізніше, з настанням нафтової кризи в 70-х роках, було спрямовано на зменшення споживання палива. Електронні програми, широко використовувані в той час для оптимізації двигунів, дозволили значно покращити економію палива. Коли обмеження того, що може запропонувати технологія, було досягнуто, автомобільна промисловість вирішила посадити машини на дієту, щоб зробити їх менш "жадібними".

Полімери стали незаперечним матеріалом для салонів автомобілів у 1980-х рр. Легкість, з якою їх можна формувати та фарбувати, втілила найсміливіші мрії.

Потім вони почали розглядати використані матеріали, особливо полімери, набагато легші за метали, які спочатку використовувались для обробки салонів автомобілів. Вкладені зусилля незабаром окупились, і відчутна якість бортових пластмас стала справжнім надбанням. Тверда пластмаса призводила до м'яких, м'яких, текстурованих або гладких пластмас.

З тих пір виробники та виробники матеріалів постійно пропонують нові полімери для продовження вдосконалення продуктів, деякі з яких зараз незамінні.

Але те, що було можливо всередині, не завжди могло бути зовні. У 1980-х роках усі без винятку марки встановили пластикові бампери. Через десять років французький виробник Renault замінив метал на поліамід у крилах перших поколінь своєї моделі Clio. Також протягом цього десятиліття виробники почали враховувати екологічний слід своїх моделей із використанням переробленої пластмаси. Почалося це боязко з деталей, які часто знаходили в прихованих або непомітних місцях, таких як картери, компоненти захисту двигуна або навіть накладки на пороги дверей. Peugeot, ще один французький виробник автомобілів, розпочав у 2010 році оснащувати свій 208 першим бампером, виготовленим з переробленого полімеру.

Сьогодні всі виробники мають одну мету: різко поліпшити свій екологічний слід. Справа не просто в зменшенні викидів CO2, оскільки двигуни внутрішнього згоряння виділяють інші типи частинок, такі як оксиди азоту. З цієї причини торгові марки поступово модифікують свої моделі, щоб використовувати електричну енергію, продовжуючи зменшувати свою вагу.

Входження переробленої пластмаси в автомобільний світ відбулося в 1990-х роках і почалося спокійно. 20 років потому PSA був першим виробником, який включив перероблені полімери в одну зі своїх моделей бамперів.

Транспортні засоби майбутнього: полімери відповідають цій задачі

Перетворення транспортних засобів на використання електричної енергії є однією з головних проблем виробників, особливо тих, що знаходяться в Європі. В даний час на них застосовуються дуже високі штрафи, якщо флот, що продається щорічно, перевищує середній поріг 95 г CO2/км * (до 1 січня 2020 року контрольний показник становив 130 г). В даний час електричні та гібридні транспортні засоби становлять приблизно 6% від загального обсягу продажів у Європі, і ця цифра продовжує зростати протягом останніх трьох років. Однак є ще перешкоди для подолання. Водії продовжують шкодувати, що не можуть використовувати свій транспортний засіб для тривалих поїздок. І це правильно, адже, хоча мережа зарядних станцій продовжує неухильно зростати, вона все ще досить мала. До всього іншого, заряджати автомобіль електрикою - це не те, що заправляти паливом. Зарядка автомобіля вимагає мінімум 30 хвилин.

З цієї причини виробники мають пріоритет збільшити автономність своїх електричних моделей і присвятити цьому всі свої зусилля. Батареї дуже важкі і займають багато місця, що робить неможливим наявність на борту більше однієї батареї. Історія повторюється, і виробники переорієнтуються на матеріали, які вони використовують, щоб зробити свої машини ще легшими. Критерій, який застосовувався до палива, застосовується і до електроенергії: чим легший транспортний засіб, тим менше він споживає і менше енергії йому потрібно для руху. Це подвійна мета, яка передбачає зменшення забруднення транспортних засобів та покращення їх автономності.

Виробники давно знають, як перетворити транспортний засіб з двигуном внутрішнього згоряння на електричний, хоча до недавнього часу вони просто видаляли двигун внутрішнього згоряння і замінювали його на електричний. Раніше батареї встановлювали в багажник. Маючи обмежену автономію, ці транспортні засоби мали намір циркулювати по місту і в основному їх купували державні органи. Вони були транспортними засобами, які ледве відповідали екологічним цілям і не змогли переконати мільйони водіїв здійснити перехід.

* Регламент (ЄС) No 333/2014 Європейського Парламенту та Ради від 11 березня 2014 року, який змінює Регламент (ЄС) № 443/2009 з метою визначення способів досягнення мети зменшення СО2 у 2020 році викиди від нових легкових автомобілів.

Як результат, автовиробники змінили свій підхід і в даний час розробляють транспортні засоби, які дійсно оптимізовані для розміщення електричного двигуна та необхідної ємності акумулятора. Менш ніж за 10 років асортимент електромобілів значно зріс.

Зниження ваги залишається одним із ключових моментів у розвитку електромобілів. Мета вже не в тому, щоб зробити їх більш ефективними з точки зору споживання палива та менш забруднюючими, але більш автономними.

Полімерна петля

Частини кузова автомобілів все частіше виготовляються з поліпропілену; лінзи з полікарбонатних фар завдяки їх легкості та стійкості; ABS, поліуретани та поліетилени були зручно встановлені у салоні пасажирів; а поліамід використовується під капотом через його стійкість до високих температур. Незважаючи на те, що полімери зараз широко використовуються, виробники ставлять перед собою мету на найближчі кілька десятиліть зменшити вагу своїх автомобілів навпіл.

Питання в тому. Як ви можете продовжувати зменшувати вагу транспортного засобу на практиці? На це питання немає простої відповіді, хоча ідея конструкції кузова або сидіння з полімерної смоли та вуглецевих волокон заманлива. Однак вартість залишається перешкодою. На даний момент лише виробники "преміум класу" пішли цим шляхом. Наприклад, BMW розробив корпус з цих матеріалів для своїх електричних моделей i3 та i8. Щоб досягти цього і одночасно запустити задовільний промисловий процес, виробнику довелося розробити революційний робот, здатний автоматично склеювати ці деталі.

У галузі зниження ваги прогрес досягається поетапно, або шляхом впровадження, як сказали б експерти у промислових процесах. Здебільшого задіяні пластмаси залишаються незмінними. Нові полімери, такі як PEEK, безсумнівно, виявляються перспективними через їх високу термостійкість і надзвичайну жорсткість, але вони все ще вважаються занадто дорогими.

Зі свого боку, полімери продовжують розвиватися, і завдяки своїм новим властивостям вони займають місце в дизайні двигунів.

Незважаючи на це, інженери додатково вивчають кожну з металевих деталей, щоб побачити, чи можна їх замінити полімерами, і, як очікується, це призведе до подальших успіхів. Наприклад, у 2017 році виробник аксесуарів Хатчінсон був нагороджений премією за інновації Товариства пластикових інженерів за успіх у комерціалізації кріплень двигуна, виготовлених з типу поліаміду, що означало повну перерву щодо алюмінію, що використовувався до тих пір.

Переваги цих нових опор, деталей, що зазнають сильних механічних навантажень, зумовлені, звичайно, їх легкістю, а також покращенням ізоляції салону від вібрацій та звуків. З цим набором невеликих удосконалень кінець шляху не був досягнутий далеко, оскільки конструкторські фірми продовжують працювати над концепцією транспортних засобів майбутнього, і завдяки, серед інших факторів, полімерам, вони прогнозують ряд вражаючі нововведення.