Automobilių komponentų gamyboje dažnai naudojamų plastikų rūšys ir jų gamybos metodai
Šiuolaikinė automobilių pramonė nebenaudoja metalo kaip pagrindinės medžiagos visiems komponentams. Plastikai (polimerai) tapo itin svarbiomis medžiagomis dėl savo lengvumo, lankstumo, atsparumo korozijai ir santykinai ekonomiškos masinės gamybos. Plastiko naudojimas padeda sumažinti transporto priemonių svorį, todėl sumažėja degalų sąnaudos arba padidėja elektromobilių nuvažiuojamas atstumas. Be to, plastikas leidžia kurti sudėtingus komponentų dizainus, integruoti kelias funkcijas į vieną dalį ir pagerinti komfortą, pavyzdžiui, sumažinti vibraciją ir triukšmą.
Toliau pateikiami dažniausiai automobilių komponentų gamyboje naudojami plastiko tipai ir gamyklose dažniausiai taikomi gamybos metodai.
-
1) Polipropilenas (PP)
Pagrindinės savybės: lengvas, atsparus chemikalams, lankstus, nebrangus, lengvai apdorojamas.
Automobilių pramonei: bamperių dangčiai, salono apdaila, durų paneliai, oro filtrų korpusai, dugno skydai ir įvairūs spaustukai / tvirtinimo detalės. PP dažnai modifikuojamas į talku užpildytą PP, kad būtų didesnis standumas ir matmenų stabilumas, arba derinamas su elastomerais, kad padidėtų atsparumas smūgiams.
Gamybos būdas:
– Liejimas įpurškimu: PP granulės išlydomos ir įpurškiamos į aukšto slėgio formą. Tinka labai detaliems, griežtų tolerancijų komponentams, tokiems kaip apdailos detalės, spaustukai ir korpusai.
– Terminis formavimas: PP lakštai kaitinami, kol suminkštėja, o tada formuojami naudojant vakuuminę/presavimo formą. Šis metodas plačiai naudojamas apsauginėms plokštėms arba tam tikriems santykinai dideliems vidaus komponentams gaminti.
-
2) Akrilnitrilo butadieno stirenas (ABS)
Pagrindinės savybės: tvirtas, geras paviršius, lengvai dažomas/apdailinamas, gana geras atsparumas smūgiams.
Automobilių pramonei: prietaisų skydeliai, salono apdaila, tam tikrų dalių veidrodėlių gaubtai, ventiliacijos grotelės ir estetiniai komponentai.
Gamybos būdas:
– Liejimas įpurškimu: ABS labai dažnai apdorojamas įpurškimu, nes jis gali sukurti lygius paviršius ir ryškias dizaino detales.
– Poapdorojimas: daugelis ABS komponentų yra papildomai apdorojami, pavyzdžiui, dažomi arba galvanizuojami (pvz., chromuojami), kad įgautų aukščiausios kokybės išvaizdą.
-
3) Polikarbonato (PC) ir PC/ABS mišiniai
Pagrindinės savybės: PC pasižymi dideliu atsparumu smūgiams ir geru matmenų stabilumu; PC/ABS sujungia PC tvirtumą ir ABS apdorojimo paprastumą.
Automobilių pritaikymas: priekinių žibintų lęšiai, didesnio tvirtumo reikalaujantys salono komponentai, apvadai ir kai kurios statramsčių ar konsolių dalys.
Gamybos būdas:
– Liejimas įpurškimu: lęšiams ir tiksliems komponentams. PC priekinių žibintų lęšiams dažnai reikalinga griežta proceso kontrolė, siekiant išvengti optinių defektų.
– Kieta danga: PC lęšiai paprastai padengiami kieta danga, kad padidėtų atsparumas įbrėžimams ir UV spinduliams, nes gryną PC palyginti lengva subraižyti, palyginti su stiklu.
-
4) Poliamidas (PA / Nailonas, pavyzdžiui, PA6 ir PA66)
Pagrindinės savybės: stiprumas, atsparumas karščiui, atsparumas dilimui ir tinkamumas mechaninei aplinkai. Tačiau nailonas sugeria drėgmę, todėl projektuojant reikia atsižvelgti į matmenų pokyčius. Nailonas dažnai sutvirtinamas stiklo pluoštu, siekiant sukurti PA-GF, kuris padidintų standumą ir atsparumą karščiui.
Automobilių pritaikymas: įsiurbimo kolektorius, variklio dangtis, radiatoriaus bakas, termostato korpusas, maži krumpliaračiai, jungtys ir variklio skyriaus komponentai.
Gamybos būdas:
– Liejimas įpurškimu: labiausiai paplitęs metodas, ypač stiklo pluoštu armuoto nailono atveju. Šiam procesui reikia iš anksto išdžiovinti medžiagą, nes nailonas yra higroskopinis (sugeria vandenį), o vanduo gali sukelti defektus.
– Liejimas ant viršaus: nailonas kartais sujungiamas su elastomeru vieno etapo įpurškimo procese, siekiant sukurti vientisą sandarinimo plotą.
-
5) Polietilenas (PE: HDPE/LDPE)
Pagrindinės savybės: atsparumas cheminiam poveikiui, atsparumas smūgiams, lengvas formavimas tuščiaviduriams komponentams.
Automobilių pramonei: skysčių bakams (plovimo skysčio rezervuarams), paprastiems ortakiams, apsaugoms ir kai kuriems specifiniams bakų pritaikymams.
Gamybos būdas:
– Pūtimas: PE granulės išlydomos į ruošinį (karštą plastikinį vamzdelį), o tada pučiamos į formą, kol prilimpa prie formos sienelių ir suformuoja tuščiavidurį komponentą. Tai ypač efektyvu rezervuarams ir talpykloms.
– Rotacinis liejimas (rotomolding): PE milteliai kaitinami besisukančiame formoje, kad būtų sukurti storasieniai, tuščiaviduriai komponentai; lėtesnis procesas, bet tinka tam tikroms formoms ir vidutinio dydžio gamybos partijoms.
-
6) Poliuretanas (PU)
Pagrindinės savybės: labai lanksti formulė; gali būti minkštos putos, pusiau standžios putos arba kietas elastomeras. Turi geras vibracijos slopinimo savybes.
Automobilių pramonei: sėdynių putplastis, galvos atramos, porankiai, vairo putplastis, NVH (triukšmo, vibracijos, šiurkštumo) izoliatoriai ir kai kurie sandarikliai bei guoliai.
Gamybos būdas:
– Putojimo procesas (cheminė reakcija): PU paprastai gaminamas reaguojant dviem komponentams (polioliui ir izocianatui), kad susidarytų putos. Mišinys pilamas arba įpurškiamas į formą, kur jis išsiplečia ir sukietėja.
– RIM (reakcinis liejimas): reaktyvusis liejimo procesas, skirtas gaminti detales su geresne paviršiaus apdaila ir tikslesne matmenų kontrole, dažnai naudojamas pusiau standžioms detalėms.
-
7) Polivinilchloridas (PVC)
Pagrindinės savybės: gali būti pagamintos iš lankstumo, atsparios oro sąlygoms, tinkamos dengti ir apsaugoti.
Automobilių pramonei: laidų pynelių dangos, apatinės dangos, tam tikros vidaus dangos ir lanksčios apdailos.
Gamybos būdas:
– Ekstruzija: PVC išlydomas ir stumiamas per matricą, kad būtų sukurti ilgi profiliai, pavyzdžiui, kabelių apvalkalai ar apdaila.
– Kalandravimas / laminavimas: lakštams / plėvelei gaminti, kurie vėliau laminuojami ant pagrindo (pvz., vidinių plokščių).
Pastaba: PVC naudojimą kartais riboja aplinkosaugos aspektai ir tam tikri reglamentai, todėl kai kurie gamintojai tam tikrose srityse renkasi alternatyvias medžiagas.
-
8) POM (polioksimetilenas / acetalis)
Pagrindinės savybės: maža trintis, matmenų stabilumas, tvirtumas, tinkamas naudoti kaip „inžinerinis plastikas“ judantiems mechanizmams.
Automobilių pramonė: mažos pavaros, užrakinimo mechanizmai, rankenos, tam tikri saugos diržų sistemos komponentai ir dalys, kurioms reikalingas slydimas.
Gamybos būdas:
– Liejimas įpurškimu: gamina tikslius komponentus su lygiais paviršiais ir griežtais tolerancijomis. POM dažnai pasirenkamas metalui pakeisti mechanizmuose, kuriems reikalingas mažas nusidėvėjimas.
-
9) PET ir PBT (inžinerinis poliesteris)
Pagrindinės savybės: matmenų stabilumas, gana geras atsparumas karščiui, geros elektrinės savybės (svarbu jungtims). PBT dažnai naudojamas elektros komponentams.
Automobilių pramonei: elektros jungtys, jutiklių korpusai, komponentai tose vietose, kur reikalinga izoliacija ir atsparumas karščiui.
Gamybos būdas:
– Įpurškiamasis liejimas: labai dažnas, dažnai su stiklo pluošto armatūra, siekiant didesnio stiprumo. Optimaliai kristalizacijai ir mechaninėms savybėms užtikrinti būtina kontroliuoti proceso temperatūrą.
-
Pagrindiniai automobilių plastikų gamybos procesai (apibendrinti)
Be paaiškinimo pagal medžiagą, yra keletas gamybos metodų, kurie yra automobilių plastikinių komponentų gamybos pagrindas:
1. Liejimas įpurškimu: greičiausias ir labiausiai paplitęs sudėtingoms formoms; tinka dideliems kiekiams.
2. Pūtimo formavimas: geriau tinka tuščiaviduriams komponentams, tokiems kaip talpyklos ir rezervuarai.
3. Ekstruzija: skirta ilgiems gaminiams, tokiems kaip žarnos, apdailos profiliai ir kabelių dangos.
4. Termoformavimas: plastikinių lakštų formavimas santykinai didelėms plokštėms.
5. RATLANKIS ir putplastis: PU komponentams (sėdynės putplasčiui, amortizatoriams).
6. Liejimas ant viršaus / įdėklų formavimas: plastiko sujungimas su metalu (įdėklu) arba su elastomeru, siekiant užtikrinti sandarumą / sukibimą viename komponente.
-
Uždarymas
Automobilių pramonėje naudojami plastikai yra ne tik pigesni metalo pakaitalai, bet ir inžinerinės medžiagos, leidžiančios sukurti lengvesnius, tylesnius, atsparesnius korozijai ir lengviau masiškai pagaminamus dizainus. PP dominuoja interjeruose ir bamperiuose, ABS ir PC/ABS pasižymi estetika ir tvirtumu, nailonas dominuoja variklio skyriuose, PE yra patikimas tuščiaviduriams bakams, PU yra sėdynių komforto pagrindas, o POM, PBT ir PET yra plačiai pasirenkami tiksliųjų mechaninių ir elektrinių komponentų gamyboje.
Jei pageidaujate, galiu pritaikyti šį straipsnį pagal jūsų užduoties poreikius (pvz., pridėti bibliografiją, procesų srauto schemą arba konkrečių komponentų pavyzdžius kiekviename transporto priemonės skyriuje: salonas, eksterjeras, jėgos agregatas ir elektros įranga).
