Материалы применяемые для изготовления кузова легкового автомобиля

Материал для кузова автомобиля

Кузов, несомненно, является важнейшей составляющей автомобиля, сочетающей в себе безопасность, управляемость и дизайн. Для того чтобы в производстве кузова учитывались все эти факторы, конструкторы постоянно находятся в поиске новых технологий и материалов. В этой статье мы предлагаем рассмотреть преимущества и недостатки материалов, используемых для изготовления автомобильных кузовов.

Кузов из стали

На современных автомобилестроительных предприятиях используются стальные кузова из различных сплавов. Так, например, наружные панели кузовных деталей нетривиальных форм выполняются из листовой стали, отличающейся прекрасной пластичностью. Высокопрочные сорта стали используют для выполнения силовых кузовных деталей. На сегодняшний день, стальные кузова самые недорогие, благодаря чему такая техника пользуются огромной популярностью на автомобильном рынке.

К существенным недостаткам кузовов из стали следует отнести их немалый вес и подверженность процессам коррозии, что принуждает автопроизводителей использовать различные защитные приёмы, например, оцинкование стальных элементов.

Кузов из алюминия

В производстве автомобильного кузова алюминиевые сплавы стали применять не так давно. К неоспоримым достоинствам алюминия относятся антикоррозийность, а, непосредственно, кузов из алюминия, учитывая одинаковые показателями жёсткости и прочности, обладает гораздо меньшим весом, нежели его аналог из стали.

Но, несмотря, на столь весомые преимущества, алюминиевые детали обладают низкой шумоизолирующей способностью. Именно поэтому производители алюминиевых кузовов прибегают к противошумовой изоляции, что, в результате, приводит к удорожанию конструкции. Кроме того, вышеуказанные факторы в будущем могут привести к тому, что для проведения ремонтных работ может потребоваться специализированное оборудование.

Если вам необходим ремонт кузова автомобилей марки Huyndai или KIA, то специалисты нашей компании готовы на оперативное выполнение работ любого уровня сложности.

Кузов из пластика

Всего несколько лет назад пластик был признан наиболее перспективным кузовным материалом. И, неудивительно, ведь пластик в разы легче своих вышеупомянутых «собратьев», он может принимать любые, самые причудливые формы, и красить его гораздо дешевле: покраска проводится в процессе изготовления. К тому же этому материалу не страшна ржавчина.

Что касается минусов, их меньше, нежели плюсов, но они куда внушительнее. Так, пластмасса способна изменять свои характеристики под воздействием высоких и низких температур: при минусе пластик становится хрупким, а зной способен размягчить этот податливый материал.

Учитывая недостатки пластика, из него не представляется возможным изготовление деталей корпуса, на которые может быть оказано силовое воздействие. В настоящее время, производят только пластиковые навесы, бампера и крылья.

Гибридный (композитный) кузов

Современная отрасль автомобилестроения предлагает ещё один тип кузовного материала — композитный. Это своего рода, гибрид, который получается из нескольких соединённых материалов. Подобные кузова отличаются высоким качеством, поскольку в них воплощены самые достойные характеристики каждого компонента.

Немаловажный плюс композитных материалов заключается в долговечности. Из них выполняются сплошные и самые большие детали, что значительно упрощает производственный процесс.

Зачастую, в роли композитного материала выступает углеволокно, из которого производят основу кузова для суперкара.

Очевидный недостаток углеволокна в его трудоёмкости при применении в автомобилестроении, используется даже ручной труд, что, безусловно, отражается на общей стоимости. Кроме того, углеволокно крайне трудно восстановить после деформации, например, после аварийных столкновений. Поэтому в массовое производство автомобили с кузовом из углеволокна не выпускаются.

Источник статьи: http://www.slav-avto.ru/avtolikbez/material_dlya_kuzova_avtomobilya_stal_alyuminiy_plastik/

Из чего делают кузова автомобилей

Сталь

Основные детали кузова изготовляют из стали, алюминиевых сплавов, пластмасс и стекла. Причем предпочтение отдается низкоуглеродистой листовой стали толщиной 0,65. 2 мм. Благодаря применению последней удалось снизить общую массу машины и повысить жесткость кузова. Это вызвано ее высокой механической прочностью, недефицитностью, способностью к глубокой вытяжке (можно получать детали сложной формы), технологичностью соединения деталей сваркой.

Недостатками авто стали являются высокая плотность и низкая коррозионная стойкость, требующая сложных действий по защите от коррозии.

Конструкторам нужно, чтобы сталь была прочной и обеспечивала высокий уровень пассивной безопасности, а технологам хорошая штампуемость. И главная задача металлургов — угодить тем и другим. Поэтому разработан новый сорт стали, позволяющий упростить производство и получить заданные свойства кузова.

Преимущества

• низкая стоимость;
• высокая ремонтопригодность кузова;
• отработанная технология производства и утилизации.

Недостатки

• самая большая масса;
• требуется антикоррозийная защита от коррозии;
• потребность в большом количестве штампов;
• ограниченный срок службы.

Что в будущем

Совершенствование технологий производства и штамповки, увеличение в структуре кузова доли высокопрочных сталей. И применение сверхвысокопрочных сплавов нового поколения. К ним можно отнести TWIP-сталь с высоким содержанием марганца (до 20%). Данная сталь обладает особым механизмом пластической деформации, поэтому относительное удлинение может достигать 70%, а предел прочности — 1300 МПа.

Алюминий

Алюминиевые сплавы для изготовления автомобильных кузовов начали использовать относительно недавно. Используют алюминий при изготовлении всего кузова или его отдельных деталей – капот, двери, крышка багажника.

Алюминиевые сплавы применяются в ограниченном количестве. Поскольку прочность и жесткость этих сплавов ниже, чем у стали, поэтому толщину деталей приходится увеличивать и существенного снижения массы кузова получить не удается. Кроме того, шумоизолирующая способность алюминиевых деталей ниже, чем стальных, и требуются более сложные мероприятия для достижения акустической характеристики кузова.

Начальный этап изготовления алюминиевого кузова схожий с изготовлением стального. Детали вначале штампуются из листа алюминия, потом собираются в целую конструкцию. Сварка используется в среде аргона, соединения на заклепках и/или с использованием специального клея, лазерная сварка. Также к стальному каркасу, который изготовлен из труб разного сечения, крепятся кузовные панели.

Плюсы

• возможность изготовить детали любой формы;
• кузов легче стального, при этом прочность равная;
• легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда;
• устойчивость к коррозии, а также низкая цена технологических процессов.

Минусы

• низкая ремонтопригодность;
• необходимость в дорогостоящих способах соединения деталей;
• необходимость специального оборудования;
• значительно дороже стали, так как энергозатраты намного выше.

Стеклопластик и пластмассы

Под названием стеклопластик имеется в виду любой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными смолами. Наиболее известными наполнителями считаются – карбон, стеклоткань и кевлар.

Из стеклопластиков изготовляют наружные панели кузовов, что обеспечивает существенное уменьшение массы автомобиля. Из полиуретана делают подушки и спинки сидений, противоударные накладки. Сравнительно новым направлением является применение этого материала для изготовления крыльев, капотов, крышек багажника.

Поливинилхлориды применяют для изготовления многих фасонных деталей (щиты приборов, рукоятки) и обивочных материалов (ткани, маты). Из полипропилена делают корпуса фар, рулевые колеса, перегородки и многое другое. АБС-пластики используют для различных облицовочных деталей.

Источник статьи: http://amastercar.ru/articles/body_of_car_3.shtml

Из чего изготавливают кузов автомобиля? Какие материалы используются при производстве?

Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов:

— низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем;

Положительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов:

Отрицательные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов:

— высокая сложность ремонта деталей;

Положительные стороны стеклопластика при производстве автомобильных кузовов:

— имея высокую прочность, деталь имеет небольшой вес;

— внешняя поверхность элементов обладает оптимальными декоративными параметрами;

— простота изготовления элементов, которые имеют сложную форму;

— имеется возможность производства деталей крупных размеров.

— сравнительно высокая цена на наполнители;

— высокие требования к точности форм, разметке и готовой детали;

— производство деталей осуществляется продолжительное время;

— высокая сложность в ремонте при повреждении деталей.

Видео: «Из чего изготавливают кузов автомобиля? Какие материалы используются при производстве?»

Зависит ли расход топлива от объема двигателя? Полезные советы

Kia Sportage/Hyundai Tucson: система полного привода Magna Dynamax. Принцип работы, надежность и ресурс

Renault Kaptur: в каких местах оцинкован кузов? Качество металла и лкп

Renault Kaptur: принцип работы и особенности поворотных фар

Какие выбрать диски для автомобиля? Особенности, преимущества и недостатки

Как ремонтировать сколы, трещины и царапины на бампере?

Что такое крупноузловая сборка автомобилей? Особенности и методика процесса

Как собирают автомобили Lexus и Toyota? Методика и качество сборки

Источник статьи: http://autoblogcar.ru/sborkauto/41-iz-chego-izgotavlivayut-kuzov.html

Применяемые при изготовлении кузова материалы

Листовая сталь

Большинство кузовов в силу множества причин изготовляют из листовой стали. Важнейшими из этих причин являются:

• высокая прочность;
• деформируемость (возможность вытяжки);
• свариваемость (а также пригодность для опайки);
• окрашиваемость;
• достаточный срок службы при надлежащей противокоррозионной обработке;
• удовлетворительная стоимость.

В общем случае применяются следующие листовые стали:

• тонколистовая, холоднокатаная спокойная сталь марки RRST 1405 по DIN 1623 (стандарт на качество), DIN 1541 (стандарт на размеры) с пределом прочности 270—350 МПа, относительным удлинением более 36%, с матовой, чистой поверхностью, толщиной 0,6—0.9 мм (поставляется с интервалом толщины 0,1 мм), используется для видовых (опрашиваемых) наружных панелей (крыша, капот, двери, боковины и т. д.);
• те же сорта стали, которые указаны выше, иногда тонколистовая кипящая сталь марки UST 1203 или UST 1303, т. е. худшего качества, с пределом прочности 270—410 МПа, относительным удлинением 28—32%, той же толщины, что указана выше, используется для невидовых (окрашиваемых), наружных панелей, а также деталей пола (внутренний каркас, усилители, панели пола, поперечины и т.д.);
• горячекатаная стальная лента по DIN 1624 (стандарт на качество), DIN 1606 (стандарт на размеры) марки ST 4 с пределом прочности 280—380 МПа, относительным удлинением более 38%, толщиной 1,5—2,5 мм и больше, используется для деталей, расположенных внизу кузова (усилители, опоры, фланцы и т. д.), особенно большой толщины.

Конструкция и технология изготовления деталей должны ориентироваться на максимальную ширину поставляемой листовой стали (в настоящее время 2000 мм). Для деталей, работающих в коppoзионно агрессивной сpeдe, следует применять оцинкованную листовую сталь, учитывая, что при изготовлении деталей такая сталь не допускает больших дeформaций (изгиб, небольшая вытяжка). В особых случаях можно применять алюминированную листовую сталь. Обе поверхности стальных листов можно подвергнуть специальной обработке.

Легкие металлы

До сегодняшнего дня продолжаются дискуссии о целесообразности применения легких металлов в кузовостроении, так как используя их, можно существенно уменьшить вес конструкции. Как ни интересны алюминиевые кузова специальных (гоночных и спортивных) автомобилей и автобусов, тем не менее вероятность применения алюминиевого листа для массового производства легковых автомобилей мала по следующим причинам:

• Стоимость алюминия (как материала) почти в 3 раза больше, чем стали. Затраты на изготовление листа вследствие лучшей пластичности алюминия несколько меньше, в то же время масса листа меньше только на 30%, так как алюминий обладает меньшей прочностью, и в связи с этим приходится применять лист большей толщины. Однако автомобили продают не по весу, а увеличение стоимости материалов слишком заметно, поскольку снижение стоимости других элементов вследствие уменьшения общего веса, например, тормозов, шин и т.д., ничтожно мало, а снижение расхода топлива не сказывается на продажной цене автомобиля. Следовательно, автомобили с большим количеством алюминиевых деталей становятся существенно дороже.
• Вследствие меньшей прочности алюминия большинство деталей кузова, особенно элементы каркаса, должны иметь увеличенную толщину. Из-за меньшего модуля упругости жесткость, обусловливаемая формой кузова, а также его срок службы относительно малы, поэтому поглощение энергии при ударе тоже мало. Все это нежелательно с точки зрения безопасности.
• Чистые алюминиевые сплавы обладают достаточной коррозионной стойкостью. Однако не все детали и соединительные элементы кузова могут изготовляться из легкого металла, по меньшей мере в местах соединения алюминиевых и стальных деталей существует повышенная опасность возникновения коррозии. Последнюю можно уменьшить путем применения анодированного стального листа, но в этом случае резко возрастают затраты.
• Возникают трудности со сваркой и пайкой, которые становятся осуществимыми только при определенных условиях (защита от окисления).

По перечисленным выше причинам применение легкого металла в кузовах легковых автомобилей ограничивается внутренними деталями, изготовляемыми из листа, отливок или деформируемых сплавов, а также молдингами, возможно, бамперами. Досадно, что стоимость алюминия на мировом рынке постоянно сильно колеблется. В конечном итоге масса алюминиевых деталей, включая детали шасси, в европейских легковых автомобилях составляет около 2,2% общей массы.

Между тем некоторые модели серийного производства оснащаются капотом из алюминия.

Пластмассы

В последнее время повышенный интерес вызывает возможность применения пластмасс в кузовостроении, хотя цельные пластмассовые кузова или даже пластмассовые несущие узлы — дело далекого будущего. Однако известно много предложений по данной теме. Фирма «Джи-эм» с 1953 г. изготовливала в довольно большом количестве автомобиль «Шевроле-корвет» с кузовом, штампуемым из полиэфирного материала, армированного стекловолокном. Кузов имел несущий каркас из стальных труб. Определенный интерес представляет пол многослойной конструкции, экспериментально изготовленный для открытого пластмассового кузова, армированного стекловолокном. В будущем в небольшом количестве можно будет изготовлять легкие открытые кузова из термопласта для специальных автомобилей.

Преимуществами пластмасс являются малый вес, высокая прочность и жесткость, хорошие шумопоглощающие свойства, обусловливаемые высоким внутренним демпфированием, легкая сборка узлов, достигаемая благодаря возможности изготовления крупных деталей, высокая коррозионная стойкость.

Этим несомненным преимуществам пластмасс противостоят существенные недостатки, в частности, высокая стоимость материалов и их изготовления, большая длительность технологического цикла, затрудненные монтаж и ремонт, малое поглощение энергии.

Вследствие обладания этими недостатками пластмассы не подходят для кузовов массового выпуска. Тем не менее высокая технологичность пластмасс, возможность изготовления деталей методом литья или с помощью вакуумной вытяжки позволяют широко использовать пластмассы как для мелких, так и для больших штампованных деталей. При выборе пластмассы в основном руководствуются механическими и термическими свойствами материалов. В кузовостроении применяются следующие важнейшие виды пластмасс:

1. Термореактивные пластмассы (так называемые реактопласты) по стандартам DIN 7708, DIN 16911, DIN 16912 используются для сильно нагруженных деталей (рычаги, ручки); если пластмасса армирована стекловолокном, то ее используют и для больших деталей специальных (спортивных) автомобилей под названием стеклопластик, например, для капотов, крышек багажников, декоративных решеток, крыльев, боковин и т. д.
2. Различные термопласты (ниже приведены только некоторые из возможных материалов, которые предлагаются под различными фирменными наименованиями). Например, акрилонитрил-бутадиенстирол используется для деталей, получаемых вакуумной вытяжкой, таких как облицовки радиатора, панели приборов; акрило-стекло — для прозрачных деталей, окон, рассеивателей, фонарей; полиамид — для быстроизнашивающихся деталей таких, как подвижные элементы замков, корпуса воздуховодов и др.; поливинилхлорид — для эластичных и мягких деталей, искусственной кожи, пленочных покрытий, шлангов, уплотнителей, изоляции; полиуретан— для высокопрочных деталей; пенистый полиуретан — для накладок, изоляционных материалов; полиуретан с твердой поверхностной зоной — для ручек, подлокотников, облицовок, панели приборов, деформируемой облицовки передней части и др.
3. Эластомеры (этилен-пропилеп-резина) с монолитной оболочкой используются, например, для уплотнителей, устойчивых к погодным условиям и старению (двери, окна).

Этот перечень можно рассматривать только как ориентировочный. Промышленность, выпускающая полимеры, в состоянии предложить или разработать материалы, пригодные для определенных условий применения. Пластмассы имеют следующие преимущества:

• малые затраты на изготовление деталей и малый вес;
• удовлетворительная стабильность заданных размеров;
• простая технология обработки и соединения (склеивание);
• возможность получения поверхности различного цвета и тиснения (возможна блестящая и матовая металлизация);
• высокая устойчивость к погодным условиям и коррозии.

Вследствие широких возможностей для применения пластмасс не вызывает удивления тот факт, что доля пластмассовых деталей (по весу) в кузове постоянно увеличивается и в настоящее время у европейских автомобилей составляет примерно 7,8% общего веса. Пластмассы открывают большие возможности для уменьшения веса кузова.

Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/kuzov/primenyaemye-pri-izgotovlenii-kuzova-materialy/