Пластиковый бум в автопроме

Современные пластиковые материалы могут быть не менее прочными, чем сталь. При этом пластик легче, долговечнее и проще поддается обработке. Это открывает широкие горизонты использования пластиков в автомобильной промышленности, и ведущая роль в этом направлении принадлежит немецким компаниям

.

Когда-то на заре химических технологий пластмассовые детали воспринимались как что-то несерьезное и об их применении в автомобильной промышленности никто не задумывался. Сейчас все по-другому: без использования пластмассы не выпускается даже самый дешевый автомобиль.

Первый «пластмассовый автомобиль» LEV-K-67

• Именно благодаря широкому применению пластмасс автомобили стали значительно комфортнее, технологичнее, доступнее. Действительно, отсутствие пластмассовых элементов еще в середине ХХ века причиняло владельцам машин много неудобств. Например, внутрь автомобиля во время дождя могла легко попасть вода (сейчас от таких неприятностей предохраняют современные пластиковые уплотнители на стеклах и дверях). В жаркий день водителю нужно было надевать перчатки, чтобы руль из жесткой резины не скользил в руках (сегодня современные пластики, из которых изготавливается руль, не доставляют таких неудобств).

В салоне автомобиля обычно было шумно (отсутствовали широко применяемые сейчас звукопоглощающие композитные материалы), сиденья часто протирались (не было полиуретановых покрытий), водителю с собой приходилось возить запасные ремни для элементов двигателя (современные ремни с использованием сверхпрочных пластиков рвутся гораздо реже), а металлические бамперы часто гнулись, отрывались и со временем покрывались ржавчиной (сейчас пластиковый обвес автомобиля более прочен и долговечен).

• Если в 1950–1960-х годах средний автомобиль содержал всего около десяти килограммов пластмассы, то в современной машине наберется до 100–150 килограммов пластмассовых материалов, которые в конструкции можно найти повсюду: в подвеске, в двигателе, в электрической проводке, на кузове, в отделке салона. Преимущества пластиковых деталей для автомобильных технологов очевидны: они долговечны, не страдают от ржавчины, при этом по своей прочности зачастую не уступают стали. Кроме того, пластики легкие, а значит, они позволяют существенно снизить вес автомобиля, повысить его динамические характеристики и, что очень актуально сейчас, уменьшить потребление топлива.

.

Еще пластики более доступны по цене, чем некоторые дорогостоящие элементы из нержавеющей стали или цветных металлов. Наконец, они легче поддаются обработке, из них можно получить детали необычных форм и цветов, что очень привлекает автомобильных дизайнеров.

На замену стали

В наступлении пластика на автомобильную промышленность ведущие позиции за немецкими компаниями. В середине ХХ века крупные германские химические концерны стали активно разрабатывать материалы из пластмасс, которые могли бы применяться в производстве автомобилей. Более того, именно немецкие компании первыми решили сделать машину целиком из пластмассы. О такой возможности в начале 1960-х годов заявили специалисты Bayer MaterialScience — подразделения крупнейшего германского химико-фармацевтического концерна Bayer AG.

• Они предложили использовать для несущего основания кузова конструкцию из так называемого полиуретанового сэндвича — пластикового материала, который оказался мало восприимчив к внешним воздействиям. Весной 1967 года такой кузов был впервые представлен на Ганноверской промышленной выставке. И уже осенью, к началу выставки «К-1967», были найдены решения по изготовлению крыши, капота, крыльев, амортизатора и других частей кузова из полимерных материалов. Для внутренней отделки автомобиля технологи тоже подобрали подходящие пластики.

.

Так появился первый «пластмассовый автомобиль» LEV-K-67. Он официально получил госномер и был сертифицирован для применения на дорогах общего пользования. Примечательно, что до сих пор эта машина выдерживает тестовые испытания на трассе и в том числе отвечает всем требованиям безопасности. А с 1978 года модель LEV-K-67 занимает место в секции «Транспорт» известного мюнхенского Deutsches Museum как наглядный пример успешного использования пластиков в автомобилестроении.

• Зародившиеся в модели LEV-K-67 технологические идеи получили дальнейшее развитие. Например, во время работы над проектом технологами Bayer на основе формованного полиуретана был разработан особый материал для автокресел. Позже он начал применяться на автомобилях Volkswagen. До этого кресла изготавливали из каучукового волокна — натурального материала, соединенного с латексом, менее прочного и долговечного. Новые кресла избавили автомобилистов от этих неудобств.

Большой резонанс в автопроме вызвало появление и эластичной пены Bayflex, которая впервые была использована для производства подлокотников в популярной модели Volkswagen Beetle («Жук»). Она открыла перед автопроизводителями возможность создавать приятные на ощупь пластиковые элементы в салоне. Bayflex стал активно использоваться и в выпуске бамперов. Пластиковые бамперы в 1969 году одной из первых начала внедрять компания Porsche — защитные элементы на кузове машины не гнулись он мелких ударов и не отрывались при неудачных маневрах. Со временем все мировые производители начали выпускать бамперы из пластика.

• А полиуретановая пена вообще произвела небольшую революцию. На автомобилях Volkswagen этим материалом впервые начали заполнять пустые пространства кузова, из-за чего уменьшился риск коррозии и в разы — уровень шума.

Начиная с 1970-х годов все мировые автопроизводители хорошо знали такие пластиковые материалы из Германии, как Leguval, Novodur, Pocan, Bayblend, Durethan, Makrolon, Baydur, Bayflex, Termaloy. Из них начинают активно изготавливать решетки радиатора, молдинги, задние фонари, детали дверей, дверные ручки, наружные зеркала, колпаки колес, фары, панели приборов, дворники и многие другие детали автомобиля.

.

Совсем пластмассовый

• В настоящее время ведущие немецкие химические концерны работают над расширением присутствия пластмассовых материалов в автомобиле. Один только концерн Bayer MaterialScience ежегодно инвестирует в подобные исследования 240 млн евро. Эти средства идут на то, чтобы создать новые виды пластмассовых материалов с уникальными потребительскими свойствами.

Большие надежды сегодня связываются с технологиями интегрирования в некоторые виды пластика наночастиц углерода. В результате получаются пластмассы с уникальными свойствами электропроводимости, благодаря чему их можно шире использовать в различных деталях двигателя и электронных системах.

• Разработаны пластики, очень устойчивые к агрессивным внешним воздействиям, например к сильно нагретому моторному маслу. Это дает возможность использования пластмассовых материалов для изготовления элементов управления коробкой передач и других деталей двигателя и трансмиссии, которые вступают в соприкосновение с нагретыми маслами и где крайне важны характеристики теплостойкости.

Верх мечтаний разработчиков пластиковых материалов — полностью пластмассовый кузов серийного авто. Сегодня уже многие автопроизводители делают некоторые модели из пластиковых корпусов. Однако сверхпрочные композитные материалы пока еще дорогое удовольствие, и получить такой кузов имеют право только дорогие мелкосерийные автомобили, к примеру, премиальные спорткары, которые благодаря своему легкому весу могут достигать на дороге впечатляющих скоростей. Но в будущем технологи надеются удешевить производство пластика, чтобы массовый выпуск пластмассовых кузовов стал реальностью.

• Сомневающимся в том, что машины из пластмассы могут быть даже прочнее, чем из стали, можно посоветовать познакомиться с разработками компании Porsche. Еще в 1986 году на выставке «К-1986» в Дюссельдорфе этот автопроизводитель продемонстрировал посетителям новый пластиковый кузов. Желающие проверить его прочность могли нажать на кнопку, и кузов с большой силой тут же ударялся о стену. За время выставки пластиковый автомобиль подвергался такому «краш-тесту» бесчисленное количество раз и при этом оставался абсолютно целым и невредимым.

Алексей Грамматчиков

http://expert.ru/…v-avtoprome/