Sztuczna kariera

© Vogel

Udostępnij:

Oprócz takich pojęć, jak epoka maszyn, epoka atomowa czy epoka lotów kosmicznych w słowniku powinno znaleźć się pojęcie: epoka tworzyw sztucznych.

Pierwsze tworzywo sztuczne wynaleziono już 27 lat przed oficjalną prezentacją stalowego pojazdu kołowego, zaprojektowanego przez Gottlieba Daimlera. Tworzywa sztuczne to składające się
z pojedynczych molekuł łańcuchy tworzące bardzo długie konfiguracje. Najdłuższe z nich mają wymiary nawet kilkadziesiąt tysięcy razy większe od molekuł związków chemicznych, takich jak chlorek sodu (sól kuchenna) czy woda.



Całość tworzyw sztucznych można łatwo sklasyfikować w podstawowych grupach:

1. Termoplasty (zwane także plastomerami): tworzywa sztuczne składające się z liniowych lub rozgałęzionych łańcuchów makromolekularnych niepołączonych ze sobą. Ze względu na wiele pozytywnych właściwości termoplasty mają znaczny udział w trakcie projektowania pojazdów.
Termoplasty mogą być wiele razy stapiane i rozpuszczane. Ma to bardzo duże znaczenie szczególnie dla ochrony środowiska. Jeżeli poszczególne rodzaje nie zostaną ze sobą pomieszane, termoplasty
idealnie nadają się do ponownego wykorzystania, ponieważ teoretycznie ze starych elementów można zrobić nowe. Kolejną ich zaletą jest możliwość naprawy przez zgrzewanie rys i pęknięć.


2. Elastomery: tworzywa te powstają wówczas, gdy tylko niewielka ilość sąsiadujących ze sobą łańcuchów molekuł łączy się ze sobą wiązaniami. Posiadają one cechy zbliżone do kauczuku, a w nich możliwe jest silniejsze lub słabsze połączenie makromolekuł, czyli sieciowanie. Od gęstości
sieciowania i wielkości molekuł zależy twardość elastomeru. Elastomery nie dają się stapiać ani rozpuszczać. W pojazdach elastomery występują jako uszczelki, elementy zawieszeń oraz spojlery.

3. Duroplasty: coraz większa liczba wiązań sieciowych sprawia, że materiał staje się twardszy, ale i bardziej kruchy. Duża liczba łańcuchów molekuł tworzy jedną wielką sieć. To silnie „usieciowione" tworzywo nazwano duroplastem lub tworzywem utwardzalnym. Nie dają się one stapiać ani rozpuszczać. Zanika też występująca w elastomerach zdolność do rozciągania. Duroplasty są natomiast odporne na ciepło. Z tego powodu produkowane są z nich np. części korpusów w komorze silnika.

Istnieje wiele powodów wykorzystywania tworzyw sztucznych przy produkcji samochodów. Szczególnie ważna jest redukcja wagi bez zmniejszenia bezpieczeństwa. Oprócz swojej pierwotnej funkcji pomagają również w znacznym stopniu przy nadawaniu formy i wyglądu. Zastosowanie tworzyw sztucznych przynosi jeszcze inne korzyści. Elastyczność materiałów czyni je odpornymi na drobne uszkodzenia. Ponadto tworzywa sztuczne mają właściwości tłumiące i nie korodują, co pozwala na zredukowanie
emisji hałasu i zwiększa trwałość pojazdu.

Szczególnie łatwość formowania i obróbki tworzyw sztucznych sprawia, że wykorzystuje się je przy opracowywaniu coraz bardziej nowoczesnych i nierzadko ekstremalnych karoserii, produkowanych
w małych seriach.

Rodzaje tworzyw sztucznych w pojazdach

Oprócz typowych rodzajów tworzyw sztucznych często stosuje się ich mieszanki (tak zwane „blendy", np. PP/EPDM). Pod pojęciem tym rozumie się kombinację różnych tworzyw, która pozwala zebrać w jednym nowym tworzywie wiele pozytywnych cech zawartych w tworzywach wejściowych. W języku potocznym występują również określenia handlowe poszczególnych producentów. Nazwy te nie zawsze pozwalają zidentyfikować rodzaj tworzywa, więc podajemy je w tabeli.

Ważne tworzywa - szczegóły PP - polypropylen, PP/EPDM terpolimer z etylenu, propylenu i dienu:
Elementy wykonane z tego tworzywa to najczęściej blendy. Produkowanie dużych elementów wymaga kosztownych pras wtryskowych i z tego powodu jest szczególnie opłacalne w produkcji seryjnej. Niezagruntowany PP lub PP/EPDM powoduje trudności z przyczepnością lakieru. Ze względu na niebiegunową budowę przez wiele lat uchodził za niemożliwy do lakierowania  warunkach warsztatowych.



ABS - kopolimer styren-akrylonitryl-butadien:

Tworzywa ABS są jednocześnie ciągliwe i sztywne. Ciągliwość nadaje zawarty w nich kauczuk (butadien), sztywność natomiast składniki akrylo-nitrylowe. Ze względu na promieniowanie UV fabryczne
elementy z tego tworzywa nie mogą być przechowywane przez dłuższy czas na wolnym powietrzu w słońcu. Ze względu na zwartość kauczuku mogą utracić swoją ciągliwość i stać się kruche.

PA - poliamid:

Główny składnik kołpaków samochodowych. Jest elastyczny, ciągliwy, a jednocześnie bardzo sztywny i mocny. Wykazuje odporność na działanie większości rozpuszczalników organicznych. Poliamid wiąże powierzchniowo wodę lub oddaje ją do powietrza w otoczeniu. Jest to podstawą jego wielu pozytywnych
właściwości, która może oddziaływać na przyczepność lakieru, ponieważ woda odkłada się bezpośrednio na powierzchni.

PC - poliwęglan:

Posiada doskonałe właściwości, które częściowo spotyka się w innych tworzywach. Wymienić można tutaj wysoką odporność mechaniczną również w bardzo niskich temperaturach (do -100°C) i dobrą odporność na czynniki atmosferyczne.

ASA - kopolimer akrylonitrylstyren-akrylan:

Tworzy wysokiej jakości, błyszczącą i odporną na zarysowania powierzchnię. Tworzywo to może być przezroczyste. Matową powierzchnię można uzyskać przez dodanie środków matujących. Charakteryzuje
się wysoką odpornością na substancje płynne, łącznie z agresywnymi środkami chemicznymi. Dodatkowo jest odporny na oleje, tłuszcze itp.

PU - Poliuretan:

Tak zwane pianki integralne o bardzo zróżnicowanej elastyczności i twardości. Pianki te mają budowę komórkową, zagęszczającą się w kierunku zewnętrznym i sprawiają wrażenie niemal zwartej
na powierzchni. Pianka poliuretanowa ma zdolność powracania do pierwotnego kształtu.

TPU - Termoplastyczny poliuretan, RTPU Wzmocniony termoplstyczny poliuretan:

Tworzywa RTPU i TPU jako termoplasty nadają się do recyklingu. Cecha ta jest bardzo ważna dla przemysłu motoryzacyjnego, szczególnie w obecnych czasach zaostrzonych przepisów środowiskowych.
Ich właściwości to: duża sztywność, stabilność formy pod wpływem ciepła, odporność na nagłe zmiany
temperatury, możliwość lakierowania, odporność na agresywne wpływy środowiska.

UP-GF Poliester nienasycony wzmocniony włóknem szklanym, BMC Bulk Moulding Compound (blokowa struktura włókna), SMC Sheet Moulding Compound (arkuszowa struktura włókna):

Przez dłuższy czas oznaczane było ja-ko GFK (tworzywo sztuczne wzmacniane włóknem szklanym). Najczęściej stosowane do masek, pokryw bagażnika lub błotników. BMC to masa z wypełnionej
kredą żywicy UP i włókna szklanego. Części z tej masy produkowane są pod wysokim ciśnieniem w cieple w procesie prasowania wtryskowego.

W przypadku SMC mowa jest o płytach i tablicach, składających się z masy z żywic poliestrowych wzmocnionych dwuwymiarowym włóknem szklanym i formowanych podciśnieniowo z wykorzystaniem
ciepła. Tworzywa wzmacniane włóknem węglowym (karbon) przekonują z jednej strony wysoką wytrzymałością przy niewielkiej masie, a z drugiej strony walorami optycznymi. Ze względu na wysokie koszty produkcji karbon wykorzystuje się najczęściej tylko w samochodach luksusowych lub sportowych.

Więcej w numerze 9/2010 autoEXPERTA

Udostępnij:

Drukuj



aE




TOP w kategorii






Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również