Автомобильные кузова: от дерева до карбона (Аuto.mail.ru)

11 мая 2019

0

За более чем столетнюю историю автомобиля было использовано множество материалов для изготовления кузовов. Подчас весьма необычных

Дерево

Первые автомобили внешне выглядели как конные экипажи, с той лишь разницей, что вместо лошадей в движение их приводил двигатель внутреннего сгорания. Разумеется, и материалы для их изготовления применялись такие же, как и для изготовления экипажей. В частности, из дерева изготавливался кузов, который отделывался тканью или кожей. Даже у такого эпохального автомобиля, как Ford T, значительная часть конструкции продолжала оставаться деревянной, хотя доля стальных кузовных панелей увеличивалась от модификации к модификации.

Производство автомобилей совершенствовалось, и если в начале ХХ века автомобиль нельзя было изготовить без большого объема столярных работ, то к двадцатым годам кузовные панели практически были вытеснены стальными. В условиях массового конвейерного производства автомобилей деревянные панели оказались экономически невыгодными — их было сложнее делать, они требовали подгонки и были менее долговечными, чем стальные. Однако Америка всегда славилась своим умеренным консерватизмом, поэтому окончательно кузовные панели из дерева в США делать не перестали. Многие компании выпускали машины с деревянными дверями и боковинами кузова, и на них существовал устойчивый спрос вплоть до шестидесятых годов прошлого века.

Самое интересное, что и в СССР выпускались небольшими партиями машины с деревянными кузовными панелями. Причем не только грузовики военного времени, но и послевоенный универсал «Москвич-400-421». В США автомобили с деревянными кузовными панелями стали неотъемлемой частью американской автомобильной культуры, и многие компании даже в конце ХХ века выпускали ограниченные серии машин с кузовами «под дерево», с обклеенными виниловой пленкой боковинами кузова.

Алюминий

Наиболее распространенным материалом, из которого изготавливались автомобильные кузова, была и остается сталь — по соотношению цена/качество ей нет альтернативы. Единственный минус стальных кузовных панелей — подверженность коррозии. Достаточно небольшого скола лакокрасочного покрытия, и кузов начинает ржаветь. Вот почему ещё в тридцатые годы некоторые автопроизводители начали экспериментировать с «крылатым металлом» — алюминием. Которому, как известно, коррозия не страшна, к тому же, он легче стали.

Правда, у алюминия есть и недостатки. Он дороже стали, его сварка требует применения особых технологий, а в случае аварии ни один жестянщик, даже с золотыми руками, не выправит поврежденную алюминиевую панель, так как «крылатый металл» не обладает такой пластичностью, как сталь. И хотя алюминий прочно утвердился в мировом автопроме, полноценной заменой стали он не стал.

Стеклопластик

В середине прошлого века появился ещё один материал, который первоначально воспринимался как альтернатива стали, — стеклопластик. Инженеры General Motors настолько были впечатлены его свойствами, что даже рискнули выпустить первую модификацию Chevrolet Corvette со стеклопластиковым кузовом. На первый взгляд, стеклопластик имел сплошные достоинства: дешевый, легкий, не подверженный коррозии и практически вечный. В случае аварии поврежденная панель попросту выбрасывалась и менялась на новую. При изготовлении стеклопластиковых панелей использовались синтетические смолы и стекловолокно, что делало себестоимость производства панелей копеечной. Помимо этого, автопроизводители здорово экономили на оборудовании, ведь для производства стеклопластиковых панелей не требовались дорогостоящие кузовные штампы.

Ещё дальше пошли в ГДР, разработав фенопласт или дуропласт. Рачительные восточные немцы использовали фенолформальдегидную смолу, армированную отходами хлопкового производства, то есть изготавливали кузовные панели фактически из мусора. Как следствие, низкая цена была и у народного автомобиля Восточной Германии — «Трабанта» (он стал самым массовым автомобилем в мире с пластиковым кузовом).

Углепластик

Не смог заменить сталь и такой совершенный материал, как углепластик. Несмотря на все преимущества углепластика, изготовленные из него кузовные панели обходятся значительно дороже, чем стальные, да и технология их изготовления не рассчитана на массовое производство. Вот почему углепластик используют в основном для изготовления спортивных машин.

Александр Плеханов, Аuto.mail.ru

Теги: авторынок россиилегковые автомобилипроизводство

также подписывайтесь на наши соцсети

Генри Форд демонстрирует пластиковые кузова для автомобилей: Popular Science, март 1941 г. Клеткообразный объект представляет собой модель трубчатого каркаса, предложенного для автомобилей.

—————————

«Никто не взволнован больше, чем (Генри) Форд перспективой увидеть этот полностью пластиковый автомобиль…». Popular Science, март 1941 г.

Читайте дальше, чтобы узнать больше….
—————————
Привет, банда…

Всего через 10 лет в Америке появятся первые серийные кузова из стеклопластика. Но это был 51-й год, а эта статья была весной 41-го. А журнал Popular Scie nce Magazine взволнованно рассказывал о новом автомобиле из пластика и стеклопластика, который скоро дебютирует.

Это было накануне вступления Америки во Вторую мировую войну… Декабрь 41-го, а до нападения на Перл-Харбор оставалось меньше года. И «пластиковые автомобили» вот-вот должны были дебютировать благодаря проницательности и инновациям 9.0009 Генри Форд

.

Форд начал с замены крышки багажника в 39 году, и испытания прошли успешно. Теперь в 41 году он был готов построить машину с полностью стеклопластиковым «пластиковым» кузовом. Давайте заглянем в статью, опубликованную журналом Popular Science весной 41-го, и посмотрим, что они говорят о «скоро выпущенном» пластиковом автомобиле будущего.

Генри Форд демонстрирует пластиковые кузова для автомобилей
Мистер Форд рассказывает о планах создания более прочных автомобилей
Popular Science, март 1941 г.
Автор Schuyler Van Duyne

Два года назад Генри Форд сидел за столом в лаборатории и поручил молодому химику-исследователю выяснить, можно ли использовать пластмассовые кузова для автомобилей. были практичны. Недавно я сидел за тем же столом, пока мистер Форд сообщил, что химик принес утвердительный ответ.

Я также узнал, что этот эксперт-исследователь только что получил дополнительные инструкции, на этот раз опробовать свою идею на экспериментальной машине. Этот тестовый автомобиль будет использовать все секреты, вырванные из пробирок 31-летним Робертом Бойером.

Вероятно, там будет полно того, что автомобильные инженеры называют «жуками». Но когда ошибки будут устранены и когда больше не останется инженерных и дизайнерских проблем, с конвейеров гигантского завода Ford Motor Company в Ривер-Руж в Дирборне, штат Мичиган, начнет сходить автомобиль нового типа. Автомобиль с пластиковым кузовом, крыльями и капотом!

Здесь пластиковый багажник, по которому Форд ударил кувалдой, сравнивается с ударом металлического багажника тоже для сравнения. Повреждение металлического ствола существенное.

«Это будет автомобиль чертовски лучшего дизайна во всех его проявлениях», — сказал мистер Форд. «И не забывайте: автомобильный бизнес — это лишь один из видов бизнеса, который может найти новое применение пластику , изготовленному из того, что выращено на земле. Нет конца тому, что можно сделать с ними, если мы знаем, как!»

Это не была неудовлетворенность нынешними автомобилями; но с нынешним сырьем, используемым для их изготовления, это побудило Форда начать исследование пластиковых автомобилей. Он искал новые способы использования сельскохозяйственных продуктов. Он нашел их, и 77-летний промышленник также обнаружил, что они дадут ему, вам и мне то, что, по его твердому убеждению, является лучшим автомобилем.

«Безопаснее, легче и дешевле», — говорит он. Он надеется, что другие автопроизводители тоже скоро начнут выпускать автомобили из пластика, и если они это сделают, он ожидает, что американская промышленность откроет для себя новые и более блестящие горизонты.

Бойер, который разделяет энтузиазм своего работодателя по поводу возможностей нового использования пластика, отмечает, что в каждом Ford, построенном сегодня, содержится примерно 280 фунтов сельскохозяйственной продукции. Будет еще 200 фунтов, когда его пластик заменит используемый сейчас листовой металл. Более того, отказ от листа и металла и замена их пластиком приведет к тому, что автомобиль станет на 300 фунтов легче, чем сегодня.

В новом предприятии, по словам Форда, его «интересует только то, что исходит от земли». Но он уточнил это. «Промышленность, сельское хозяйство и транспорт — вот три вещи, которые заставляют мир вращаться», — так он выразился, а «промышленность» и «транспорт», которые никто не может отрицать, — это уже его сфера.

Теперь он больше всего на свете хочет, чтобы предмет «сельское хозяйство» задавал тон двум другим. Короче говоря, он хочет, чтобы Америка выращивала свое собственное сырье для питания заводов, выпускающих транспортное оборудование — автомобили, поезда, грузовики, самолеты, транспортные средства всех возможных типов.

Немногие понимают лучше, чем Бойер, энтузиазм Форда по поводу получения промышленного сырья из сельского хозяйства. Дюжину лет назад Бойер, сын тогдашнего управляющего придорожной гостиницей Форда недалеко от Бостона, увековеченной в «Сказках придорожной гостиницы» Лонгфелло, был серьезным, склонным к спортивным состязаниям старшеклассником.

Форд и отец мальчика уговорили его пройти год в Торговой школе Форда в Дирборне. Он проработал там два года, когда однажды Форд наткнулся на статью в техническом журнале, в которой описывались эксперименты с химическими веществами, полученными из соевых бобов. Он узнал, что этот маленький проанализированный овощ будет процветать в нашем климате.

Подпись: Роберт Бойер, руководитель отдела исследований пластика в Ford Motor Company, осматривает крышку багажника из синтетической смолы, которую тестируют на автомобиле мистера Форда.

Убедившись в способностях Бойера, Форд поместил его в помещение, которое считалось лабораторией, но точнее его можно было бы описать как ухоженный сарай, и велел ему отправиться туда: выяснить все, что содержится в соевых бобах. и для чего его можно использовать.

Перегонный куб на 1000 галлонов был первым оборудованием Бойера. Он по-прежнему является доминирующим объектом в той же переполненной лаборатории, где 30 ассистентов Бойера — средний возраст 24 года — работают над столами, уставленными химическими приборами. В перегонном аппарате соевые бобы были созданы, чтобы «рассказывать все», и среди множества секретов был тот факт, что они обладали базовыми материалами для дешевого термореактивного пластика.

Сегодня 21 375 тонн соевых бобов, выращенных в этой стране, перерабатываются в пластмассу в каждом 1 000 000 автомобилей Ford, это число производится в среднем за год, и Ford управляет одним из крупнейших заводов по формованию пластмасс в нация. И из-за того, что соевые бобы широко используются в других отраслях, сегодня они занимают четвертое место среди товарных зерновых культур.

Но поскольку пластик из соевых бобов относительно хрупок, он не может быть материалом для пластиковых корпусов. Тем не менее, опыт Бойера с ними позволил ему возглавить исследование пластики тела для своего работодателя. Чуть больше года спустя после того, как он получил заказ, он установил на личную машину мистера Форда заднюю крышку багажника, которую сам же и сделал из пластмассы.

Для его изготовления он спутал массу коротких и длинных волокон, полученных из конопли, льна и рами. Они являются одними из самых прочных известных волокон. Матирование производилось в воде. Воду экстрагировали и в них нагнетали обычное фенольно-смоляное соединение, аналогичное сырью бакелита.

Помещенные в специально изготовленные матрицы, спутанные волокна и смола затем подвергались давлению и нагреву в гидравлическом прессе. Продукт, сформированный до желаемого размера и кривых, был прочным, с отделкой, столь же отполированной, как и форма, в которой он был спрессован, и с химической стабильностью, чтобы противостоять нагреву. На самом деле, хотя его можно обжечь при высокой температуре, никакое количество тепла никогда не смягчит его снова. Кроме того, он был практически непроницаем для влаги.

Черная крышка багажника ничем не отличается от остальной части черного седана. В недавней демонстрации своей прочности Форд ударил по панели топором. Удар не оставил даже вмятины. Но когда он замахнулся топором на обычную крышку багажника из листового металла, результаты были именно такими, как вы догадались: глубокая вмятина и сильно поцарапанная краска.

Подпись: Здесь химик изучает волокна соевого белка, которые были проанализированы на предмет возможного использования в автомобилях.

Волокнистые материалы в тестируемой крышке и в пластике, который будет использоваться в автомобилях Ford будущего, получают из местных культур. В настоящее время смолистые материалы, используемые в качестве связующего, получают синтетическим путем. Но если будет найден способ получить их с фермы, он будет принят.

Форд говорит, что тестовая модель, которую Бойер готовит сейчас, не обязательно будет определять стиль и линии будущих Фордов, и рассматриваются изменения стиля импорта. Какими они будут, пока не сообщается. Но есть несколько структурных изменений, о которых он рад рассказать.

Например, нет сомнений в том, что тяжелое мостово-балочное шасси современных автомобилей уступит место двум прочным горизонтальным стальным трубам, соединенным трубчатыми поперечинами.

От каждого заднего угла шасси более легкие трубчатые арки будут проходить по диагонали к передней части автомобиля, пересекаясь друг с другом в центре крыши и заканчиваясь возле опор двигателя.

Дополнительные отрезки труб соединят и скрепят арки и сформируют рамы для дверей и окон. Все соединения будут сварены. К этому трубчатому каркасу будут крепиться пластиковые панели кузова, крылья и другие поверхностные детали, вероятно, с помощью шпилек, вставляемых в процессе формования панелей.

Аналогичные шпильки можно использовать для крепления окон, дверных петель и защелок и других деталей. Двигатель, рессоры и другие механические узлы устанавливались обычными способами на трубчатое шасси нового типа.

В итоге ожидается, что рама автомобиля станет на 15% легче, а кузов на 50% легче. Форд видит в этом важные преимущества безопасности в случае аварии или столкновения. Начнем с того, что пластиковые корпуса будут иметь в десять раз большую ударопрочность, чем сталь, и он доказал это, когда ударил топором по крышке багажника.

Подпись: Исследования соединений сои проложили путь к нынешним экспериментам с пластиковыми телами.

Это означает устранение порванного металла и опасных зазубрин при столкновениях. Во-вторых, в то время как прочность на растяжение, устойчивость к постоянному напряжению у пластика меньше, чем у стали, по объему, панели будут толще и будут опираться на прочную трубчатую стальную раму, которая, по словам Форда, «будет позаботься об этом». Вдобавок ко всему, автомобиль будет иметь меньший собственный вес, способный нанести ущерб при столкновении.

Примечательно, что в списке преимуществ своих пластиковых автомобилей Форд ставит большую безопасность ниже более низкой стоимости. Он также говорит, что они будут теплее зимой и прохладнее летом из-за меньшей теплопередачи, чем позволяет сталь. Они также станут тише за счет звукоизоляционных свойств материала, а металлический звон исчезнет.

Еще одной проблемой, которую решил Бойер, было дополнительное время, необходимое для процесса литья под давлением и нагреванием, которому должны подвергаться его пластмассы, по сравнению со штамповкой из листовой стали. На самом деле всего в шесть раз больше. Таким образом, чтобы сократить время до требований производственной линии, Бойер будет размещать шесть одинаковых штампов одновременно в каждом прессе, сложенных друг на друга, как блюда, и получать шесть панелей за одну операцию.

Как и в большинстве новых промышленных предприятий, список производственных проблем длинный, и невозможно оценить время, которое может потребоваться для их решения. То, что большая часть из них решена для пластиковых автомобилей, становится очевидным из волнения и энтузиазма исследователей на заводе Ford.

Сам Форд проводит несколько дней, не заглядывая в химическую лабораторию и не советуясь с Бойером и его коллегами. И никого больше, чем Форда, не волнует перспектива увидеть этот полностью пластиковый автомобиль.

Он увидит его в тестовой машине Бойера ранней весной. В Дирборне и близлежащем Детройте ходят слухи, что первый серийный пластиковый автомобиль появится на рынке через год-три. Форд не будет предсказывать фактическую дату.

«Не знаю, о чем буду думать завтра», — говорит он в ответ на вопрос по существу. Но его ближайшие соратники знают, о чем он больше всего думает сегодня.

Резюме:

Так случилось, что летом 1941 года – всего за несколько месяцев до начала Второй мировой войны – родился первый автомобиль из пластика и стеклопластика – и человек, принесший это нововведение в мир был тем же, кто внедрил инновации в массовое производство автомобилей….. Генри Форд .

Недавно я наткнулся на фотографию 1941 года, на которой изображен знаменитый пластиковый автомобиль Ford. На обратной стороне фотографии идентифицированы два человека на фотографии: Роберт А. Бой er (упомянутый в статье выше) слева и Мюррей Д. Ван Вагонер (губернатор штата Мичиган с января 1941 г. по январь 1943 г.) справа. Вот фотография и кредит на обороте:

 

 

Нажмите здесь для тех из вас, кто хочет узнать больше о более позднем дебюте первого в мире пластикового автомобиля — Генри Форда.

Надеюсь, вам понравилась история, и до следующего раза…

Стекло на банде…

Джефф
——————————————————————
Нажмите на изображение ниже, чтобы просмотреть увеличенное изображение
—————— ————————————————-

Надпись: Роберт Бойер, руководитель отдела исследований пластика в Ford Motor Company, осматривает крышку багажника из синтетической смолы, которую тестируют на автомобиле мистера Форда.

Подпись: Генри Форд (справа) рассказывает автору о своих планах по созданию пластикового автомобиля. Клеткообразный объект представляет собой модель трубчатого каркаса, предложенного для автомобилей.

Заголовок: Исследования соединений сои проложили путь к нынешним экспериментам с пластиковыми телами.

Надпись: Здесь химик изучает волокна соевого белка, которые были проанализированы на предмет возможного использования в автомобилях.

Здесь пластиковый багажник, по которому Форд ударил кувалдой, сравнивается с ударом металлического багажника тоже для сравнения. Повреждение металлического ствола существенное.

Преимущества пластиковых деталей в автомобильной промышленности

24 июня 2021 г. от Midstate Mold

Мы прошли долгий путь со времен Model T, перейдя от тяжелых металлических балок и кронштейнов к легким, но прочным пластикам. Сегодня пластиковые детали поддерживают самые разные функции автомобиля, от компонентов педалей и сидений до трансмиссии и топливной системы. Использование пластмасс в автомобилестроении имеет ряд преимуществ, и опытные литейщики хорошо разбираются в том, как правильно подобрать полимеры, отвечающие требованиям производительности автомобильных деталей. Чтобы узнать, насколько полезным может быть этот материал, давайте рассмотрим преимущества пластиковых деталей в автомобильной промышленности.

Зачем использовать пластиковые детали в автомобильной промышленности?

По данным Nexant, из 30 000 деталей, используемых в современных автомобилях, почти треть изготовлена ​​из пластика, и такая популярность не случайно. Пластик экономичен и весит значительно меньше, чем обычные металлы. Поскольку топливная экономичность является не только важным аргументом в пользу продажи, но и растущим вниманием отраслевых норм, снижение веса транспортных средств имеет жизненно важное значение. Кроме того, пластик часто более прочен, чем металл, и устойчив к коррозии и ржавчине. Автомобильные детали часто подвергаются неправильному обращению — как из-за дорожных опасностей, так и из-за погодных условий — и пластмассы лучше всего подходят для решения этих проблем.

Какие пластмассы обычно используются в автомобильной промышленности?

Автомобильная промышленность использует высокоэффективные пластмассы для обеспечения безопасности водителей. Некоторые из распространенных термопластов, используемых в автомобилестроении, включают:

• Полипропилен: Это наиболее часто используемый пластик в автомобилях. Полипропилен может похвастаться впечатляющей химической стойкостью, термостойкостью и ударопрочностью, и его часто используют для автомобильных бамперов, корпусов электрооборудования и накладок на пороги.
• Поливинилхлорид: Широко известный как ПВХ, этот огнестойкий пластик можно использовать как для гибких, так и для жестких компонентов. Этот пластик используется для изготовления приборных панелей большинства транспортных средств и кузова автомобиля.
• Поликарбонат: Поликарбонат представляет собой ударопрочный термопласт, который также часто используется для автомобильных бамперов и линз фар. Он также устойчив к атмосферным воздействиям и очень легкий, что способствует топливной экономичности автомобиля.
• Акрилонитрил-бутадиен-стирол: Этот материал, также известный как ABS, очень прочен и может использоваться для различных компонентов автомобиля, от приборной панели и крышки рулевого колеса до деталей кузова. Этот пластик способен поглощать и перераспределять энергию ударов.

Хотя это одни из наиболее часто используемых пластиков в автомобильной промышленности, их преимущества выходят далеко за рамки перечисленных здесь.

Дополнительные процессы литья под давлением, используемые в автомобильной промышленности

Существует множество процессов, которые используются в промышленности для обеспечения удовлетворенности клиентов. Вот лишь некоторые из вторичных преимуществ использования пластмасс в автомобилестроении:

• Цвет: Красящие добавки могут применяться к пластиковым смолам для получения цвета по выбору производителя или водителя.
• Вставки: Термопласты могут работать в связке с металлическими соединителями, что идеально подходит для компонентов, для которых требуются непластиковые вставки.
• Лазерное травление: Лазер можно использовать для гравировки рисунка или логотипа производителя на пластиковых деталях, таких как приборная панель.

Есть несколько других преимуществ, таких как методы нанесения изображений, включая трафаретную печать и тампопечать, а также множество других пользовательских процессов.

Открывая для себя множество применений пластиковых деталей в автомобильной промышленности, вы сможете понять, насколько универсальными могут быть термопласты. С помощью машин для литья пластмасс под давлением производители автомобилей и многие другие отрасли промышленности смогли найти лучшие альтернативы недолговечным и более дорогим материалам, таким как металл.