З якого матеріалу роблять кузови автомобілів. Матеріали, що застосовуються для виготовлення кузовних деталей Як роблять кузов автомобіля

Доброго дня, сьогодні ми розповімо про те, із чого виготовляють автомобільний кузов, які матеріали застосовують під час виробництва, а також за допомогою, яких технологійздійснюється цей важливий процес. Крім того, дізнаємося, які існуютьосновні різновиди металів, пластиката інших матеріалів, які частовикористовуються при виробництвіелементів кузоватранспортного засобу, а також розглянемо, якими перевагамиз недолікамимає те чи інше сировинаокремо кожного виду. Наприкінці ми поговоримо про те, який матеріална сьогоднішній день є самим затребуваниму автовиробників, а також від чого залежить якістьі довговічністьготового кузовамашини.

ЯК ЗБИРАЮТЬ АВТОМОБІЛІ LEXUS І TOYOTA

ЩО ТАКЕ КРУПНОВУЗЛОВА ЗБІРКА АВТОМОБІЛІВ

Кузовбудь-якого автомобіля відіграє роль несучою конструкцією, в якому використано при виробництвівеличезне різноманіття різних матеріаліві комплектуючих. Щоб кузовмашини відслужив свій строк служби надійно, а також якісно, необхідно розуміти, як за ним правильно стежитиі експлуатувати. Щоб це розуміти, потрібно знати з чого виготовлена конструкція, що несетранспортного засобу, а також яка технологія зварюванняі виробництвазастосовувалася. Завдяки цій інформації, ми зможемо легко визначити перевагиі недолікитого чи іншого типу кузова.

Довідково зауважимо, що для виготовлення кузовапотрібні сотні окремо взятих запасних частин, компонентіві деталей, які потім необхідно дуже точно, а також грамотно з'єднатив єдину конструкцію, яка буде об'єднуватиу собі все елементитраспортного засобу. Щоб виготовити міцний, при цьому безпечний, легкийі по прийнятної вартості кузовсучасного автомобіля, потрібно постійно Шукатирізні компроміси, а також нові технологіїз матеріалами.

1. Виготовлення кузова автомобіля із сталі. Переваги і недоліки

Більшість кузовівавтомобіля, а точніше його деталі виготовляється з різних сортів сталі, алюмінієвих сплавіві навіть пластмасиЗ додаванням скловолокна. Але основнимматеріалом на сьогоднішній день все ж таки виступає низьковуглецева листова стальз приблизною завтовшкив 0,7-2 міліметри. Завдяки використанню тонкого листа сталі, автовиробникам вдалося зменшити загальну масутранспортного засобу та при цьому збільшити жорсткість кузова.

Висока міцність кузовавиходить завдяки спеціальним властивостямі складу сталі, а також його здатністюдо глибокої витяжці, тобто можна виготовляти деталі складних форм. Крім того, не можна забувати, що нові технологіїв зварюваннідопомагають отримувати високотехнологічні з'єднання. Однак стальмає високою щільністюі слабкою корозійною стійкістю, тому такий матеріал вимагає спеціальних додаткових заходівдля захистувід корозії.

В процесі створення кузовівз стали, завдання конструкторівполягає в тому, щоб наділитиматеріал міцністюі забезпечити високий рівень пасивної безпеки. Завдання технологівполягає у правильному підборі складу сталі, його поєднанняз іншими сплавамиі компонентамищоб матеріал був добре штампуємо. Завдання ж металургівполягає в тому, щоб правильно відлитипотрібну по складуі якості сталь. Довідково зауважимо, що щороку розробляються десятки нових сортіві марок сталіякі дозволяють спростити виробництво, а також отримати заданіфахівцями властивості несучої конструкціїтраспортного засобу.

Як правило, виготовлення кузовавідбувається в кілька стадій виробничого процесу. Спочатку відбувається виготовлення, а потім прокатка сталевих листів, які мають різною товщиною. Після цього листи піддають штампуваннядля створення певних деталей машино-комплекту. На заключній стадіїготові відштамповані деталі зварюютьсяспеціальним методомі збираютьсяв єдиний несучий вузол, він же кузов. Довідково зауважимо, що майже вся зварюванняна автозаводахвиробляється спеціальними високоточними роботами.

Позитивні сторони сталипри виробництвіавтомобільних кузовів :

-низька вартістьматеріалу в порівнянніз іншим сировиною;

- чітко відпрацьована технологія виготовленаяі утилізаціїматеріалу;

- оптимальна ремонтопридатністьготового кузова.

Негативні сторони сталипри виробництвіавтомобільних кузовів :

- висока маса матеріалута готового кузова;

- потребау спеціальній штампуваннята велику кількість штампівдля скріпленнядеталей;

-не високий термін службиготового кузова.

Що стосується негативних сторінпри виробництві кузоваз стали, то завдяки постійному вдосконаленнятехнологійвиготовленняавтомобільних деталей, а також процесу штампування, даний матеріалстає найбільш оптимальнимдля автовиробників. На сьогоднішній день, частка високоміцних сталейв структурі кузовапостійно збільшується. Сьогодні більшість автовиробників застосовують надвисокотриві сплави стали нового покоління.

До таких видамматеріалу відносять таку марку сталі, як TWIP, яка містить велику кількість марганцюУ своєму складі, частка речовиниможе доходити до 25 відсотків. Стальтакого типумає високою пластичністю, стійкістю до частим деформаціямзавдяки чому матеріал можна піддавативідносному подовження. Подовження"ТВІП-сталіможе відбуватися на 50-70 відсотків, а межею міцностіслужить показникв 1450 МегаПаскаль. Для порівняння, міцність звичайної сталіскладає не більше 250 МегаПаскаль, а високоміцноїдо 600 МегаПаскаль.

2. Виготовлення кузова автомобіля із алюмінію. Переваги і недоліки

Що стосується автомобільних кузовівз алюмінієвих сплавів, то їх стали вироблятизовсім недавно, приблизно близько 15 років тому, для промисловостіце вважається коротким терміном. Як правило, алюмінійв автомобілебудуваннізастосовують для виготовлення окремих частин кузова, Найрідше цілком. В більшості випадків алюмінійвикористовується для виробництва капотів, крил, дверей, до ришки багажника, а також інших елементіві деталей.

Автовиробниками на сьогоднішній день сплави з алюмініювикористовуються в обмеженій кількості. Все це через те, що жорсткістьі міцність алюмінієвих сплавівнабагато нижче, ніж у тієї ж стали. У зв'язку з чим товщину деталейз цього матеріалу виробники збільшуютьтому значного зниження масиготового кузоваотримати майже неможливо. Крім того, такий параметр, як шумоізоляціяу алюмінієвих деталейтакож гірше, ніж у елементів зі сталі, до того ж при виробництвіпотрібні більше складні процедури, щоб досягти оптимального акустичного ефектуі досягти позитивних характеристик кузоваз цього показником.

Що стосується виробничогопроцесу, на якому виготовляютьготовий алюмінієвий кузов, то він дуже схожий із раніше описаною процедурою створення несучої конструкціїз стали. на першої стадії,деталіз листа алюмініюпіддають штампування, а потім збираються в єдиний цільний вузол. При зварюваннізастосовується аргон, деталі з'єднуютьсяза допомогою спеціальних заклепокабо клею. на завершальній стадії, основні ділянкимайбутнього кузовапіддають точковому зварюванні, а потім до сталевому каркасу, виготовленому з трубрізного перерізу, прикріплюються кузовні панеліі машино-комплекти.

Позитивні сторони алюмініюпри виробництвіавтомобільних кузовів :

З'являється можливість виробництва кузовних елементів будь-якої формиі складності;

- масаготового алюмінієвого кузовазначно легше за сталевий, при рівної міцності;

- матеріал легко піддається обробці, процес утилізаціїпростий;

- Висока стійкістьдо корозіїі іржі;

- низька вартість технологічних процесівпід час виробництва.

Негативні сторони алюмініюпри виробництвіавтомобільних кузовів :

Висока складність ремонтудеталей;

- при виробництві використовуються дорогі кріпленнядля з'єднання панелей;

- Необхідність наявностіспеціального високоточногообладнання;

- набагато дорожче сталі, у зв'язку з високими енерговитратами.

Алюмініймає середньоїпластичністюі стійкістюдо різного роду деформаціям. Такий матеріал не рекомендується піддаватиподовження,у зв'язку з тонкою номінальною товщиною. Межоюміцності алюмініюслужить показникв 180-210 МегаПаскаль. Для порівняння, міцність стандартної сталіскладає біля 240-250 МегаПаскаль, а високоміцноїв районі 500-600 МегаПаскаль.

3. Виготовлення кузова автомобіля зі склопластику та пластмаси. Переваги і недоліки

Що стосується виробництва кузова зі склопластику, то мається на увазі такий матеріал, як волокнистий наповнювач, який спеціально просочується полімерними смолами. Як правило, матеріал такого виду використовується для полегшення загальної масиготового кузова. Найбільш відомими наповнювачами, він же склопластикє склотканина, кевларі карбон.

Довідково зауважимо, що приблизно 85 відсотків пластмас , які застосовуються в автомобілебудуванні, припадають на 5 основних видів матеріалів , такі як поліуретани, полівінілхлориди, ABS-пластик, поліпропілениі склопластики. Біля 15 відсотків, що залишилисяприпадає на поліетилени, поліакрилати, поліаміди, полікрбонатита інші матеріали.

Крім того, з різних видів склопластикувиробляють зовнішні панелі кузовів, що у свою чергу забезпечує значне зниження масиготового транспортного засобу Наприклад з поліуретанувиготовляють подушкиі спинки сидінь, накладки протиударного типута інші компоненти. Буквально, як пару років тому з склопластикапочали у масовому порядку вироблятитакі елементикузова, як капоти, крила, дверіі кришки багажників.

Позитивні сторони склопластикупри виробництвіавтомобільних кузовів :

Маючи високуміцність, деталь має невелика вага;

- зовнішня поверхняелементів має оптимальними декоративними параметрами;

- простота виготовленняелементів, які мають складну форму;

Є можливість виробництва деталей великих розмірів.

Негативні сторони склопластикупри виробництвіавтомобільних кузовів :

- порівняно висока цінана наповнювачі;

- високі вимогидо точності форм, розмітціі готової деталі;

- виробництво деталейздійснюється тривалечас;

Висока складністьв ремонтіпри пошкодженнядеталей.

Довідково зауважимо, що часто такі матеріали, як полівінілхлоридивикористовуються для виробництва фасонних деталей, наприклад рукояток, панелей приладівта інші елементи. Найчастіше полівінілхлоридизастосовують спільноз оббивними матеріалами, на прикладі різних тканин. Що стосується поліпропілену, то з нього часто виготовляють корпуси фар, кермові колонки, повітроводита інші елементи. ABS-пластиквикористовують для облицювання деталей, як інтер'єру, так і екстер'єруавтомобіля.

Відео огляд: "З чого виготовляють кузов автомобіля. Які матеріали використовуються під час виробництва"

Наприкінці зазначимо, що автомобільна промисловістьсьогодні не стоїть на місці і намагається розвиватися обличчям до покупця, який хоче динамічну, економічну, надійну, безпечнуі при цьому недорогумашину. Все це веде автомобілебудуваннядо того, що у виробництві транспортних засобів застосовуються нові технологіїі матеріали, які відповідають сучасним вимогам, а також стандартам.

ДЯКУЄМО ВАС ЗА УВАГУ. ПІДПИСАЙТЕСЯ НА НАШІ НОВИНИ. ДІЛІТЬСЯ З ДРУЗЯМИ.

Протягом усієї історії, відколи був створений автомобіль, постійно велися пошуки нових матеріалів. І кузов автомобіля не був винятком. Виробляли кузов із дерева, сталі, алюмінію та різних видів пластику. Але на цьому пошуки не зупинялися. І, напевно, кожному цікаво, з якого матеріалу роблять кузови автомобілів зараз?

Мабуть, виготовлення кузова є при розробці автомобіля одним з найскладніших процесів. Цех у заводі, де виконуються кузови, займає площу приблизно 400 000 м кВ, вартість якого мільярда доларів.

Для виробництва кузова потрібно більше сотні окремих частин, які потім необхідно з'єднати в одну конструкцію, що з'єднує в собі всі частини сучасного автомобіля. Для легкості, міцності, безпеки та малої ціни кузова конструкторам потрібно завжди йти на компроміси, знаходити нові технології, нові матеріали.

Розглянемо недоліки та переваги основних матеріалів, що застосовуються при виготовленні сучасних кузовів автомобілів.

Сталь.

Цей матеріал використовується для виробництва кузовів давно. Сталь має хороші властивості, що дозволяють виготовляти деталі різної форми, і з допомогою різних способів зварювання з'єднувати необхідні деталі в цілу конструкцію.

Розроблено новий сорт сталі (зміцнюється під час термообробки, легований), що дозволяє спростити виробництво і надалі отримати дані характеристики кузова.

Робиться кузов за кілька кроків.

З самого початку виробництва із залізних листів, що мають різну товщину, штампуються окремі деталі. Потім ці деталі зварюються у великі вузли і за допомогою зварювання збираються в одне ціле. Зварювання на сучасних заводах ведуть роботи, та й ручні види зварювання також застосовуються - напівавтоматом в середовищі вуглекислого газу або використовується контактне зварювання.

З виникненням алюмінію потрібно розробляти нові технології для отримання даних параметрів, які повинні бути у залізних кузовів. Розробка Tailored blanks якраз і є однією з новинок – зварені встик за шаблоном залізні листи різної товщини з різних видів сталі утворюють заготівлю для штампування. Тим самим окремі частини створеної деталі мають пластичністю і міцністю.

низька ціна,

найвища ремонтопридатність кузова,

відпрацьована розробка виробництва та утилізації кузовних деталей.

найбільша маса,

потрібен захист від корозії,

потреба у великій кількості штампів,

їхня накладність,

такожобмежений термін служби.

Все йде у справу.

Усі матеріали, про які йшлося вище, мають позитивні показники. Тому конструкторами проектуються кузова, деталі, що поєднуються з різних матеріалів. Тим часом при використанні можна обходити недоліки, а використовувати лише позитивні характеристики.

Кузов Мерседес-бенз CL є прикладом гібридної конструкції, тому що при виготовленні застосовувалися такі матеріали – алюміній, сталь, пластик та магній. Зі сталі виготовлені днище багажного відділення і каркас моторного відділу, і окремі елементи каркаса. З алюмінію зроблено низку зовнішніх панелей та деталей каркасу. З магнію виготовлені каркаси дверей. З пластику виготовляють кришку багажника та фронтальні крила. Ще можлива така конструкція кузова, в якій каркас буде зроблений з алюмінію та сталі, а зовнішні панелі із пластику та/або алюмінію.

вага кузова знижується, при цьому зберігається жорсткість і міцність,

Переваги кожного з матеріалів при застосуванні використовуються максимально.

необхідність особливих технологій з'єднання деталей,

складна утилізація кузова, так як необхідно попередньо розібрати кузов на елементи.

Алюміній.

алюмінієві метали для виробництва автомобільних кузовів почали використовувати відносно недавно, хоча і були використані вперше в минулому столітті, в 30-ті роки.

Використовують алюміній під час виготовлення всього кузова чи його окремих деталей - капот, каркас, двері, дах багажника.

Вихідний крок виробництва алюмінієвого кузова схожий на створення залізного кузова. Деталі спочатку штампуються з листа алюмінію, потім збираються в цілу конструкцію. Зварювання використовується серед аргону, з'єднання на заклепках і/або з допомогою спеціального клею, лазерна зварювання. Також до залізного каркаса, зробленого з труб різного перерізу, кріпляться кузовні панелі.

можливість створити деталі будь-якої форми,

кузов легший залізного, при цьому міцність рівна,

легкість в обробці, вторинна переробка не складає труднощів,

стійкість до корозії (крім хімічної), також мала вартість технологічних процесів.

низька ремонтопридатність,

необхідність у дорогих методах з'єднання деталей,

необхідність спеціального обладнання,

суттєво дорожче сталі, тому що витрати енергії набагато вищі

Термопласти.

Це такий тип пластичного матеріалу, який при підвищенні температури переходить у рідкий стан і стає текучим. Цей матеріал використовується при виготовленні бамперів, деталей обшивки салону.

легше залізного,

при переробці мінімальні витрати,

низька ціна підготовки та самого виробництва при порівнянні з алюмінієвими та залізними кузовами (не потрібна штампування деталей, зварювальне виробництво, гальванічне та фарбувальне виробництва)

потреба у величезних і дорогих ливарних машинах,

при ушкодженнях складність у ремонті, у деяких випадках єдиним виходом є заміна деталі.

Склопластик.

Під назвою склопластик мається на увазі будь-який волокнистий наповнювач, який просочений полімерними термореактивними смолами. Найвідомішими наповнювачами вважаються - карбон, стеклоткань, кевлар, і навіть волокна рослинного походження.

Карбон, склотканина з групи вуглепластиків, які є мережею з переплетених вуглецевих волокон (притому, переплетення відбувається під різними певними кутами), які просочені особливими смолами.

Кевлар - це синтетичне поліамідне волокно, що відрізняється невеликою вагою, стійке до високої температури, негорюче, за міцністю на розрив перевищує сталь у кілька разів.

Розробка виробництва кузовних деталей полягає в наступному: в спеціальні матриці укладається шарами наповнювач, який просочують синтетичною смолою, потім залишають для її полімеризації на певний час.

Існує кілька способів виготовлення кузовів: монокок (весь кузов - одна деталь), зовнішня панель з пластику, встановлена на алюмінієвому чи металевому каркасі, а також кузов, що йде без перерв, з вставленими в його структуру силовими елементами.

при високій міцності невелика вага,

поверхня деталей має непогані декоративні властивості (це дозволить відмовитися від фарбування),

простота у виготовленні деталей, що мають складну форму,

Великі розміри кузовних деталей.

найвища вартість заповнювачів,

найвища вимога до точності форм і до чистоти,

час виробництва деталей досить тривалий,

при ушкодженнях складність у ремонті.

6.2. З чого роблять кузови автомобілів

У жодному іншому елементі легкового автомобіля не використано так багато різноманітних матеріалів, як у кузові. Це конструкційні, оздоблювальні, ізолюючі та інші типи матеріалів.

Основні деталі кузова виготовляють із сталі, алюмінієвих сплавів, пластмас та скла. Причому перевага надається низьковуглецевої листової сталі завтовшки 0,6...2,5 мм. Це викликано її високою механічною міцністю, недефіцитністю, здатністю до глибокої витяжки (можна отримувати деталі складної форми), технологічністю з'єднання деталей зварюванням тощо. та дорогих заходів щодо захисту.

Алюмінієві сплави застосовуються в кузовобудуванні поки що в обмеженій кількості. Оскільки міцність і жорсткість цих сплавів нижче, ніж у кузовної сталі, тому товщину деталей доводиться збільшувати і істотне зниження маси кузова отримати не вдається. Крім того, шумоізолююча здатність алюмінієвих деталей нижче, ніж сталевих, і потрібні складніші заходи для досягнення необхідної акустичної характеристики кузова. Враховуючи високу теплопровідність матеріалу та утворення на його поверхні оксидів алюмінію з високою температурою плавлення, для зварювання алюмінієвих деталей необхідно застосовувати більш потужне та дороге обладнання.

Проте відомі приклади широкого використання алюмінію в кузовах легкових автомобілів. Ще 50-ті гг. у Франції випускався автомобіль "Панар-Діна" з кузовом з алюмінієвого сплаву, а пізніше автомобіль "Сітроен ZXS-19". мав алюмінієвий дах. Є підстави вважати, що з поліпшенням фізико-механічних властивостей алюмінієвих сплавів, вирішення технологічних та інших питань ці матеріали займуть гідне місце у кузовобудуванні.

Близько 80% пластмас, які застосовуються в автомобілях, припадає на п'ять типів матеріалів: поліуретани, полівінілхлориди, поліпропілени, АБС-пластики, склопластики. Інші 20% складають поліетилени, поліаміди, поліакрилати, полікарбонати та ін.

Зі склопластиків виготовляють зовнішні панелі кузовів, що забезпечує істотне зменшення маси автомобіля. Так, кузов легкового автомобіля «Корвет» моделі 1984 р. на 113 кг легший за аналогічний сталевий.

З поліуретанової піни роблять подушки та спинки сидінь, протиударні накладки і т. д. Порівняно новим напрямком є застосування цього матеріалу для виготовлення крил, капотів, кришок багажника і т.д.

Полівінілхлориди застосовують для виготовлення багатьох фасонних деталей (щити приладів, рукоятки і т. д.) та оббивних матеріалів (тканини, мати і т.д.). З поліпропілену роблять корпуси фар, рульові колеса, перегородки та багато іншого. АБС-пластики використовують для різних облицювальних деталей.

Кількість скла у кузовах автомобілів неухильно збільшується. Це пояснюється прагненням покращити оглядовість, надати автомобілю більш естетичного вигляду. В основному застосовують неорганічні стекла. Прозорість їх залежить від якості обробки поверхні (неполіровані чи поліровані), а механічні характеристики – від термообробки (незагартовані чи загартовані). Після гарту скло не можна різати або свердлити. У разі удару воно дробиться на дрібні шматочки з тупими краями, тому таке скло називають безпечним. Загартоване скло має товщину 3...6 мм.

Безпечне скло можна отримати склеюванням, наприклад, двох листів неорганічного тонкого скла прозорою плівкою з поліметилакрилату або повнацетату. Виходить безосколкове міцне скло, зване триплекс. При сильному ударі такі стекла розпадаються на уламки, що утримуються на проміжному шарі товщиною 0,4...0,8 мм. (Скло з більш товстим проміжним шаром мають високу міцність при згині та ударах.)

Органічні (полімерні) скла мають високу прозорість, легко забарвлюються, здатні затримувати інфрачервоні промені - (перешкоджають нагріванню салону сонячними променями). Однак вони мають і дуже істотний недолік - легко дряпаються. Виготовляють такі стекла з полікарбонату або метилметакрилату.

Протягом усієї історії, з того моменту, як був створений автомобіль, постійно велися пошуки нових матеріалів. І кузов автомобіля не був винятком. Виробляли кузов із дерева, сталі, алюмінію та різних видів пластику. Але на цьому пошуки не зупинялися. І, мабуть, кожному цікаво, з якого матеріалу роблять кузови автомобілів сьогодні?

Мабуть, виготовлення кузова є при створенні автомобіля одним із найскладніших процесів. Цех у заводі, де виготовляються кузови, займає площу приблизно 400 000 м кВ, вартість якого мільярд доларів.

Для виготовлення кузова необхідно більше сотні окремих частин, які потім потрібно з'єднати в одну конструкцію, що з'єднує всі частини сучасного автомобіля. Для легкості, міцності, безпеки та мінімальної вартості кузова конструкторам необхідно постійно йти на компроміси, шукати нові технології, нові матеріали.

Розглянемо недоліки та переваги основних матеріалів, що використовуються при виготовленні сучасних кузовів автомобілів.

Сталь.

Цей матеріал використовується виготовлення кузовів давно. Сталь має хороші властивості, що дозволяють виготовляти деталі різної форми, і за допомогою різних способів зварювання з'єднувати необхідні деталі цілу конструкцію.

Розроблено новий сорт сталі (що зміцнюється під час термічної обробки, легований), що дозволяє спростити виробництво та надалі отримати задані властивості кузова.

Виготовляється кузов у кілька етапів.

З самого початку виготовлення із сталевих листів, що мають різну товщину, штампуються окремі деталі. Після цього зварюються у великі вузли і з допомогою зварювання збираються в одне ціле. Зварювання на сучасних заводах ведуть роботи, але й ручні види зварювання також застосовуються - напівавтоматом серед вуглекислого газу або використовується контактне зварювання.

З появою алюмінію потрібно розробляти нові технології для отримання заданих властивостей, які повинні бути у сталевих кузовів. Технологія Tailored blanks якраз і є однією з новинок – зварені встик за шаблоном сталеві листи різної товщини з різноманітних сортів сталі утворюють заготівлю для штампування. Тим самим окремі частини виготовленої деталі мають пластичність і міцність.

низька вартість,

висока ремонтопридатність кузова,

відпрацьована технологія виробництва та утилізації кузовних деталей.

найбільша маса,

потрібен захист від корозії,

потреба у великій кількості штампів,

їхня дорожнеча,

а також обмежений термін служби.

Все йде у справу.

Усі матеріали, про які йшлося вище, мають позитивні характеристики. Тому конструкторами проектуються кузови, деталі, що поєднуються з різних матеріалів. Тим самим при використанні можна оминати недоліки, а використовувати виключно позитивні якості.

Кузов Mercedes-Benz CL є прикладом гібридної конструкції, тому що при виготовленні застосовувалися такі матеріали – алюміній, сталь, пластик та магній. Зі сталі виготовлені днище багажного відділення і каркас моторного відсіку, і деякі окремі елементи каркасу. З алюмінію виготовлений ряд зовнішніх панелей та деталей каркасу. З магнію виготовлені каркаси дверей. З пластику виготовляють кришку багажника та передні крила. Ще можлива така конструкція кузова, в якій каркас буде виготовлений із алюмінію та сталі, а зовнішні панелі із пластику та/або алюмінію.

вага кузова знижується, при цьому зберігається жорсткість та міцність,

переваги кожного матеріалу при застосуванні використовуються максимально.

необхідність спеціальних технологій з'єднання деталей,

складна утилізація кузова, оскільки необхідно попередньо розібрати кузов на елементи.

Алюміній.

Алюмінієві сплави для виготовлення автомобільних кузовів почали використовувати відносно недавно, хоч і були застосовані вперше у минулому столітті, у 30-ті роки.

Використовують алюміній при виготовленні всього кузова або окремих деталей - капот, каркас, двері, дах багажника.

Початковий етап виготовлення алюмінієвого кузова схожий на виготовлення сталевого кузова. Деталі спочатку штампуються з листа алюмінію, потім збираються цілу конструкцію. Зварювання використовується в середовищі аргону, з'єднання на заклепках та/або з використанням спеціального клею, лазерне зварювання. Також до сталевого каркаса, який виготовлений із труб різного перерізу, кріпляться кузовні панелі.

можливість виготовити деталі будь-якої форми,

кузов легший за сталевий, при цьому міцність рівна,

легкість в обробці, вторинна переробка не складає труднощів,

стійкість до корозії (крім електрохімічної), а також низька ціна технологічних процесів.

низька ремонтопридатність,

необхідність у дорогих способах з'єднання деталей,

необхідність спеціального обладнання,

значно дорожче сталі, оскільки енерговитрати набагато вищі

Термопласти.

Це такий тип пластичного матеріалу, який при підвищенні температури перетворюється на рідкий стан і робиться текучим. Цей матеріал застосовується при виготовленні бамперів, деталей обшивки салону.

легше сталевого,

при переробці мінімальні витрати,

низька вартість підготовки та самого виробництва при порівнянні з алюмінієвими та сталевими кузовами (не потрібне штампування деталей, зварювальне виробництво, гальванічне та фарбувальне виробництво)

потреба у великих і дорогих ливарних машинах,

при пошкодженнях складність у ремонті, у деяких випадках єдиним виходом є заміна деталі.

Склопластик.

Під назвою склопластик мають на увазі будь-який волокнистий наповнювач, який просочений полімерними термореактивними смолами. Найбільш відомими наповнювачами вважаються – карбон, склотканина, кевлар, а також волокна рослинного походження.

Карбон, склотканина з групи вуглепластиків, які є мережею з переплетених вуглецевих волокон (притому, переплетення відбувається під різними певними кутами), які просякнуті спеціальними смолами.

Кевлар – це синтетичне поліамідне волокно, що відрізняється маленькою вагою, стійке до високої температури, негорюче, за міцністю на розрив перевершує сталь у кілька разів.

Технологія виготовлення кузовних деталей полягає в наступному: спеціальні матриці укладається шарами наповнювач, який просочують синтетичною смолою, потім залишають для її полімеризації на певний час.

Є кілька способів виготовлення кузовів: монокок (весь кузов - одна деталь), зовнішня панель із пластику, встановлена на алюмінієвому або сталевому каркасі, а також кузов, що йде без перерв, з інтегрованими в його структуру силовими елементами.

при високій міцності невелика вага,

поверхня деталей має гарні декоративні якості (це дозволить відмовитися від фарбування),

простота у виготовленні деталей, що мають складну форму,

великі розміри кузовних деталей

висока вартість наповнювачів,

висока вимога до точності форм та до чистоти,

час виготовлення деталей досить тривалий,

при ушкодженнях складність у ремонті.

Сталь.

Виготовляється кузов у кілька етапів.

З появою алюмінію потрібно розробляти нові технології для отримання заданих властивостей, які мають бути у сталевих кузовів.

Технологія Tailored blanks якраз і є однією з новинок зварені встик за шаблоном сталеві листи різної товщини з різноманітних сортів сталі, що утворюють заготівлю для штампування. Тим самим окремі частини виготовленої деталі мають пластичність і міцність.

низька вартість,

висока ремонтопридатність кузова,

відпрацьована технологія виробництва та утилізації кузовних деталей.

найбільша маса,

потрібен захист від корозії,

потреба у великій кількості штампів,

їхня дорожнеча,

і навіть обмежений термін служби.

Все йде у справу.

Кузов Mercedes-Benz CL є прикладом гібридної конструкції, тому що при виготовленні застосовувалися такі матеріали алюміній, сталь, пластик та магній. Зі сталі виготовлені днище багажного відділення і каркас моторного відсіку, і деякі окремі елементи каркасу. З алюмінію виготовлений ряд зовнішніх панелей та деталей каркасу. З магнію виготовлені каркаси дверей. З пластику виготовляють кришку багажника та передні крила. Ще можлива така конструкція кузова, в якій каркас буде виготовлений із алюмінію та сталі, а зовнішні панелі із пластику та/або алюмінію.

вага кузова знижується, при цьому зберігається жорсткість та міцність,

переваги кожного матеріалу при застосуванні використовуються максимально.

необхідність спеціальних технологій з'єднання деталей,

складна утилізація кузова, оскільки необхідно попередньо розібрати кузов на елементи.

Алюміній.

Використовують алюміній при виготовленні всього кузова або окремих деталей капот, каркас, двері, дах багажника.

можливість виготовити деталі будь-якої форми,

кузов легший за сталевий, при цьому міцність рівна,

легкість в обробці, вторинна переробка не складає труднощів,

стійкість до корозії (крім електрохімічної), а також низька вартість технологічних процесів.

низька ремонтопридатність,

необхідність у дорогих способах з'єднання деталей,

необхідність спеціального обладнання,

значно дорожче сталі, оскільки енерговитрати набагато вищі

Термопласти.

Це такий тип пластичного матеріалу, який при підвищенні температури перетворюється на рідкий стан і робиться текучим. Цей матеріал застосовується для виготовлення бамперів, деталей обшивки салону.

легше сталевого,

при переробці мінімальні витрати,

низька вартість підготовки та самого виробництва при порівнянні з алюмінієвими та сталевими кузовами (не потрібне штампування деталей, зварювальне виробництво, гальванічне та фарбувальне виробництво)

потреба у великих і дорогих ливарних машинах,

при пошкодженнях складність у ремонті, у деяких випадках єдиним виходом є заміна деталі.

Склопластик.

Під назвою склопластик мають на увазі будь-який волокнистий наповнювач, який просочений полімерними термореактивними смолами. Найбільш відомими наповнювачами вважаються карбон, склотканина, кевлар, а також волокна рослинного походження.

Кевлар це синтетичне поліамідне волокно, яке відрізняється маленькою вагою, стійке до високої температури, негорюче, за міцністю на розрив перевершує сталь у кілька разів.

Є кілька способів виготовлення кузовів: монокок (весь кузов одна деталь), зовнішня панель із пластику, встановлена на алюмінієвому або сталевому каркасі, а також кузов, що йде без перерв, з інтегрованими в його структуру силовими елементами.

при високій міцності невелика вага,

поверхня деталей має гарні декоративні якості (це дозволить відмовитися від фарбування),

простота у виготовленні деталей, що мають складну форму,

великі розміри кузовних деталей

висока вартість наповнювачів,

висока вимога до точності форм та до чистоти,

час виготовлення деталей досить тривалий,

при ушкодженнях складність у ремонті.

Ні в кого не викликає сумніву, що кузов корпусу автомобіля, що несе, є головною і найскладнішою у виробництві (а значить, і в ціні) деталлю сучасного транспортного засобу. Про нього і йтиметься у цій статті.

З історії.

Звісно, за доби возів і карет (початок історії кузовів) він рятував людей мінливої погоди, і служив вмістилищем вантажів. Із зародженням автомобілебудування під зовнішніми панелями кузова "замаскували" апарати та вузли. Тривалий час кузов терпляче працював лише дахом, що захищає вантажі, пасажирів та пристрої. Вперше, у півстоліття XX століття стартували заходи зі зняття несучої функції з рами та перекладу цієї складової на кузов. Після розробок, що тривали кілька років, кузов став «несучим». Інакше кажучи, крім індивідуальних «вроджених» функцій, кузов став виконувати роль рами опори для апаратів, підвіски тощо.

З метою досягнення відповідної стабільності, жорсткості на кручення та вигин, в систему кузова ввели силові деталі фрагменти рам: лонжерони та поперечки, попутно зміцнили дах з її стійками, двері тощо. Родоначальником безрамних серійних машин стала вітчизняна «Перемога», створення якої стартувало 1945 року. Звичайно, на самому початку виробництва несучі кузови по фортеці поступалися рамним системам.

На даний час ситуація змінилася в бік перших. У всякому разі, різниця дуже несуттєва. У машинах з відкритим верхом брак жорсткості відшкодували посиленням дна авто. В окремих конструкціях жорсткість досягали методом з'єднання лонжеронів передньої та задньої частин, більш стійкою до ударів конструкцією.

Трохи про визначення.

Геометрія кузова строго визначене системою кузова розташування підвіски передньої та задньої частини, апаратів коробки, дверей, вікон та просвітів.

Зміна (аварії, модернізація) геометрії кузова призводить до змін у русі, нерівному зносу гуми та погіршує безпеку пасажирів (підвищення можливості занесення, відчинення дверей на ходу та інше).

Зони деформації певні конструктивними особливостями кузова місця зі зниженою жорсткістю, спеціально створені для поглинання енергії удару. Зони деформації призначені для збереження цілісності автомобільного салону та здоров'я пасажирів.

Контактна сварка метод електрозварювання, де до ділянок деталей, що зварюються, підводяться електроди, і проводиться струм підвищеної потужності. У позиції розігріву сплав елементів плавиться, утворюючи однорідну сполуку. Місця зварювання бувають безперервними та точковими. Другий спосіб так і зветься «точкове зварювання» (з'єднання виробляється на дистанції приблизно 5 см від сусідньої точки).

Зварювання лазером з'єднання елементів із використанням сфокусованого лазерного променя. Температура у місці стику просто величезна, але відстань плавки від країв дуже незначна. Звідси виникає величезний плюс цього способу, фактично невидиме місце зварювання. Отже, і немає необхідності в обробці шва зварювання.

Силовий каркас зварені в загальну конструкцію дно, стійки, дах з рамками вікон, лонжерони, балки-підсилювачі та інші силові складові, що утворюють в цілому кокон, в якому розташовується пасажирський автомобільний салон.

Кузов-охоронець.

У сучасному швидкісному світі кузов корпусу автомобіля, що несе, став виконувати нове завдання другий рівень захисту пасажирів. На першому – ремені, подушки безпеки тощо. Для цього кузов автомобіля розбили на зони, що мають різний рівень жорсткості. Передню і задню виготовили більш «податливими», що успішно поглинають потужність удару, а корпус салону жорсткіша зона, щоб ліквідувати виникнення травмонебезпечних ситуацій і вдавлювання агрегатів усередину кузова. Енергопоглинання підтримується за допомогою зминання «в гармошку» деяких силових конструкцій, які можуть завдати шкоди здоров'ю пасажирів.

Було прийнято нетрадиційне рішення в пасивній захищеності і збільшенні жорсткості кузова конструкторами Mercedes класу А. Для того щоб двигун, що знаходиться під коротким капотом, при аварії не міг завдати шкоди пасажирам, саме днище було спроектовано конструкторами подвійним утворився свого роду «бутерброд». Вочевидь, за такої складання, вміщений практично у самому низу двигун, у разі фронтального удару вдавлюється у цей період, цим захищаючи пасажирів салону від ушкоджень. Також варто відзначити той факт, що в цьому проміжку вільно розмістилися акумулятор, бензобак, а також інші агрегати та вузли автомобіля.

З чого і як виготовляють несучі кузови.

При виготовленні кузовів застосовують листове залізо, що має різний набір параметрів. Наприклад, у місцях, де силові навантаження підвищені, застосовують 2,5 мм лист металу, а елементів «оперення» капота, крил, дверей, багажника 0,8-1,0 мм.

Усі деталі, у тому числі згодом з'явиться кузов, з'єднують з допомогою кількох видів електрозварювання. До речі, деякі компанії застосовують незвичайні методи з'єднання кузовних елементів, наприклад, застосовують лазерне зварювання, або клепають заклепками в поєднанні з дуже міцним клеєм. У гамі матеріалів виготовлення несучих кузовів вибір невеликий.

До цього часу в серійних машинах використовувалася тільки листове залізо і, рідко, алюміній. У 80-х для того, щоб уберегти кузов від іржі, почали використовувати оцинковане залізо перший період з одношаровим цинком покриттям, пізніше стали покривати з обох боків. Як наслідок, гарантії від наскрізної іржі на кузові зросли від 6 до 10 років, десь навіть до 12!

Читайте також