Član
Sve više i više automobilskih komponenti se izrađuje od plastike. Plastika omogućava da delovi budu lakši i oblikovani na mnogo različitih načina, pa se mogu postići raznovrsni oblici koji su pre bili mnogo komplikovaniji za izradu
Tražnja za plastikom u automobilskoj industriji je sve veća jer su plastični materijali svestrani, omogućavaju flaksibilnost pri izradi, a time i slobodu pri projektovanju, a poseduju dovoljnu čvrstinu i male su mase.
U današnjem trenutku, zahtevi inženjera su usmereni ka sofisticiranom dizajnu, bezbednosti, komforu, niskoj potrošnji goriva i emisiji izduvnih gasova uz neizbežni ekonomski momenat. Samo tokom razdoblja od 70-ih do 90-ih godina prošlog veka, učešće plastike u automobilskoj proizvodnji je poraslo za 114%. Plastični materijali kombinuju različitost oblika bez uticaja na bezbednost, sigurnost ili komfor putnika. Dugotrajnost plastičnih delova pomaže da i eksploatacioni vek vozila bude duži zahvaljujući otpornosti na koroziju. Može se navesti gruba procena da 100 kg plastike može da zameni oko 200 do 300 kg mase koji bi bili izrađeni od konvencionalnih materijala.
Kako su vremenom automobili evoluirali u elektronski kontrolisane mašine, potreba za plastikom se dodatno povećala zbog nemogućnosti ili nepraktičnosti korišćenja metalnih delova zbog osobina elektro i toplotne provodljivosti kao i otpornosti na hemijska jedinjenja.
Prosečan automobil danas ima dominantan udeo metalnih materijala, od kojih je najveći deo čelični lim (oko ¾ mase). Tokom vremena je učešće čelika opadalo u korist aluminijuma i drugih metala (oko 8%) i plastike koja učestvuje sa 11%.
Šta je zapravo plastika? Teško je napraviti jasnu definiciju, ali generalno se radi o polimernim materijalima koji ne pokazuju elastomerne karakteristike gume. Postoje i materijali koji poseduju karakteristike gume i plastike, to su termoplastični elastomeri. Plastični materijali se dele u dve velike grupe: termoplastični materijali i termoočvršćavajući (termoset) materijali. Termoplastični materijali se tope i postaju mekani dovođenjem toplote, dok se termoset materijali učvrste pod dejstvom toplote i nakon toga ponovnim dejstvom toplote se ne tope.
U ovom članku ćemo se detaljnije pozabaviti oblastima u kojima se plastika koristi u automobilskoj industriji.
Usisni kolektori (grane) motora
U poslednjih oko 10 godina metalne usisne grane su zamenile usisne grane od plastike. Krajem 90-ih godina taj odnos je bio 50:50, dok je 10 godina kasnije taj odnos kio 75:25 u korist plastike. Korišćenje plastike umesto metala za izradu usisnih kolektora ima nekoliko prednosti. Plastika ne oksidira, uštede u masi su osetne, a moguća je veća fleksibilnost prilikom konstruisanja i izrade. Takođe, u prednosti se nabrajaju smanjene vibracije i izolacija buke. Materijali moraju da izdrže temperature od 130-200°C. Ovi elementi se uglavnom izrađuju livenjem, a ako je potrebno i vare se.
Spoljašnji elementi karoserije
U ove elemente ubrajamo haubu, krov, poklopce prtljažnog prostora, vrata, blatobrane, odbojnike... Kako su ovi elementi najčešće neposredno vidljivi na vozilu, oni moraju da imaju vrlo dobro obrađenu površinu, koja mora s lakoćom da prima slojeve boje, što znači da mora da prođe robotizovanu liniju za farbanje, gde će temperature tokom procesa biti blizu 200°C. Takođe, pri niskim temperaturama ovi elementi moraju da imaju određenu dozu elastičnosti. Jedan od problema je što proizvođači moraju da investiraju velike sume novca da bi se promenila tehnologija i umesto metalnih delova koristili plastični, ali u budućnosti je izvesno da će rasti broj plastičnih elemenata zbog smanjenja mase, što za posledicu ima smanjenje potrošnje i emisije izduvnih gasova. Kod Renault Clija druge generacije, ušteda u masi na prednjim blatobranima je jasno vidljiva: 850 g mase plastičnog blatobrana prema 2 kg metalnog.
Elementi enterijera
U elemente enterijera ubrajaju se i unutrašnje oplate vrata i krova, kao i oplate prtljažnog prostora. Elementi kokpita moraju da imaju prijatan izgled, da budu otporni na lom, da se ne lome na oštre komade, da se ne magle u velikoj meri i da ne ispuštaju mirise u značajnijoj meri.
Ranije su paneli u unutrašnjosti bili izrađivani mahom od lesonita sa prevlakama od tekstila ili veštačkog materijala. Vremenom je tehnologija napredovala, pa se danas koriste obloge od plastičnih materijala tankog zida, sa najrazličitijim oblicima sa odgovarajućim odeljcima. Sitna drvena prašina se ipak i dalje koristi kao sirovina i meša se sa polipropilenom da bi se dobila smeša za izlivanje.
U budućnosti se očekuje sve veće učešće plastičnih materijala u unutrašnjosti, pa i kod tekstilnih materijala, a u interesu što jednostavnije reciklaže. Polipropilen kod nekih proizvođača preuzima primat, pa se tako i osnova izrađuje od tog materijala, a zatim se isti oslojava slojem tkanine od iste materije. Radi jednostavnije proizvodnje, često se koristi i tehnika postavljanja prevlake (tekstila ili drugog materijala) u kalup, a zatim se preko toga uliva plastični materijal. Proizvođači se trude da što više komponenti objedine, pa tako je Delphi 61 individualnih delova uspeo da integriše u jedan deo obloge vrata.
Branici
Branici moraju da odgovaraju raznim pravilnicima koji se po regionima razlikuju. U SAD je potrebno da branici zadovolje pravilo da se pri udarima manjim od 4 km/h ne dese ozbiljnija oštećenja. U Evropi propisi koji se tiču branika nisu bili oštri, međutim stupanjem na snagu novih pravilnika koji se odnose na sudare sa pešacima dolazi do promena i konstrukcija branika se menja. Neposredno iza branika ne smeju da budu kruti objekti. Proizvođači skupljih vozila zato nosače branika izrađuju od aluminijuma ili plastičnih masa. U budućnosti će proizvođači težiti da nosači branika budu od plastičnih materijala čime bi mogli bolje da prilagode karakteristike materijala traženim normama. Branici se najčešće izrađuju presovanjem ili livenjem pod pritiskom.
Električna oprema
Kod sistema paljenja treba navesti da su bobine najčešće u kućištu od epoksidne smole, a zatim oklopljene polietilenom. Ovde se od osobina zahtevaju velike tolerancije na temperaturu i dimenziona stabilnost.
Što se niskonaponskih kablova tiče, tu je izolacija najčešće izvedena od PVC-a. Postoje i kablovi u motornom prostoru koji moraju da trpe veoma visoke temperature, a uz to i da budu otporni na gorivo, ulje i masti. Zbog toga se u te svrhe koristi silikon ili fluoroelastomeri.
Vremenom se povećava i broj konektora na kablovima, a danas je najzastupljeniji materijal za izradu ovih elemenata polibutilen tereptalat (PBT), a za visoke temperature se koriste aromatični poliamidi. Za fiksiranje instalacija se najčešće koriste kopče od poliamida.
Štampane ploče se dosta koriste u izradi elektronskih sistema u automobilima i to su najčešće ploče od krute epoksidne smole kao osnove, ali se sve više koriste i ploče koje su fleksibilne i čija je osnova takođe od plastičnih materijala. Umrežavanje raznih sistema u vozilima je u nekoj meri uspelo da smanji količinu provodnika, konektora i sličnih elemenata, u suprotnom bi na skupljim vozilima nastao problem oko smeštanja električnih instalacija unutar vozila.
Primetan je i sve veći broj prekidača unutar vozila, a njihov broj će i dalje rasti uvođenjem novih i složenih sistema. Ojačani poliamidi i termoplastični poliesteri se koriste za multifunkcionalne prekidače za svetla/pokazivače pravca i brisače. Zahtevi za ove prekidače su visoka čvrstoća, mali stepen deformacije i otpornost na silu i hemijska jedinjenja. Za prekidače koji rade u naročito nepovoljnim uslovima, kao što su prekidači na vratima, prtljažniku ili pedali kočnice, koristi se izuzetno na habanje otporan acetal. Poliamid 46 se koristi za prekidače u izuzetno teškim uslovima kao recimo u kontaktu sa kočionom tečnosti ili vrelim menjačkim uljem.
