Нарастващият натиск от законодателството на няколко северноамерикански щати върху емисиите на газове доведе до съвместна програма, немислима преди няколко години, между федералното правителство и трите големи производители за намаляване на замърсяването, генерирано от автомобила, и следователно потреблението му.: очевидното решение е намаляването на теглото поради по-голямото приложение на пластмаси и композити
Недостатъците на хибридните решения
Това е хибриден структурен възел, при който има редица недостатъци, които предотвратяват по-голямо намаляване на теглото в сравнение с използването на отделен материал.
Монометално тяло, било то от стомана или алуминий, действа структурно като цяло и всеки от неговите елементи се държи по точно предсказуем начин въз основа на база данни с повече от век поколение.
Фигура 1 Подсилените с дълги влакна термопласти имат структурно приложение с голямо търсене, особено във вътрешността на автомобила, което може да бъде произведено на бързи темпове и напълно рециклирано.
Понастоящем защитата на пътниците в случай на катастрофа се основава на концепцията за контролирана деформация, така че приемането на полимерни елементи понастоящем налага частично компенсиране на различното им поведение в това отношение чрез специална армировка (и увеличаване в тегло) на металната структура. По този начин ползите от намаляването на теглото от използването му са частично загубени.
Приемането на композитни конструкции може да отмени този недостатък и в голяма конкуренция беше демонстрирано, че няма безопасност, сравнима с тази, осигурена от шаситата, които са частично въглеродни влакна. Напълно възможно е да се направят композитни конструкции от фибростъкло, които биха могли да бъдат повече или по-малко конкурентни по цена, което не е точно най-голямата трудност, свързана с тяхното приемане; недостатъците са разнообразни и не са решени, въпреки че използването му би било по-съвместимо с външни елементи, формовани в пластмаса.
Проблем на композитните структури
Концепцията за контролирана деформация не е приложима за композитни структури, а по-скоро за абсорбиране на енергията на удара чрез постепенно разрушаване на материала. Това не означава пълното деактивиране на тялото, а само повредената част, както винаги е случаят с ламаринените елементи, които традиционно са били ремонтирани на ръка и сега са заменени.
Като първа мярка е необходимо да се стигне до общ структурен дизайн, който, като се вземе това предвид, позволява да се определи и оцени поведението на материала в това отношение. Пример за вече извършена работа е представен от различни патенти за оборудване на предавателните шахти от композити, които се използват все по-често, със саморазрушителни системи, за да се предотврати огромното им съпротивление от предотвратяване на контролирана деформация на металната структура на тока тела.
Фигура 2 При конструкцията на каросериите на камиони, обикновено изискваната по-ниска степен на производство улеснява масовото усвояване на пластмасови и композитни елементи по цялата външна част на каросерията.
Автомобилната индустрия не може да приеме нито една строителна система, която да не гарантира, че всеки елемент ще бъде получен в точния момент и с абсолютна редовност на характеристиките. Тук възниква вторият недостатък при използването на тези материали; Все още няма процес, който на разумна цена на трансформацията да позволи да се получат тези гаранции. Поради тази причина, въпреки че разходите и производителността на композитните елементи биха могли да бъдат приемливи чрез дизайн, замислен от характеристиките на материала, все още не е възможно да се създадат системи, които да отговарят на изложените условия.
Ситуация и перспективи
Все още сме далеч от прехода към значително използване на полимерни материали; не преди година, в разговор с генералния мениджър за покупки на Рено, Той потвърди, че няма прогноза за увеличаване на използването на пластмаси през следващите години. И тази компания е една от компаниите, които са положили най-големи усилия за прилагането на пластмаси и композити в автомобилите си в цяла Европа.
Пластмасовата промишленост може да се възползва от високите енергийни разходи и въздействието върху околната среда на производството на алуминий, което от своя страна може да генерира значително екологично движение, за да популяризира съставната алтернатива. Но това ще изисква разработването на методи за формоване и формулировки на материали, които позволяват приемливи разходи. И ние сме далеч от това. Поради тази причина са необходими програми за изследване на материали и процеси, ориентирани към тази цел: най-голямото предизвикателство пред индустрията на материалите е това, което поставя автомобилната индустрия.
В този контекст фактът, че сред планираните за P2000 споменати са въглеродни влакна, а не стъкло. Цената и механичните характеристики на последния го правят идеален за конструкцията на превозното средство, въпреки че ниският му еластичен модул изисква дизайн с моменти на инерция, за да се преодолее това неудобство. Това вероятно би имало по-добри крайни разходи, отколкото текущите програмни усилия ще позволят P2000, от които действия на Форд като тези на Lуpez de Arriortъа, близки до производителите на алуминий, за да намалят текущите си разходи, които могат да имат само ограничен обхват.
Текущи постижения
През 2003 г. 10% от автомобилите, продавани в Калифорния, трябва да са с нулеви емисии. Следователно електрическият автомобил е нишата за развитие на приложението на полимерни материали и нито един семестър не минава без прототипи от този тип, които използват композитни структури по интегрален начин.
Проекти като Лале Европейските не са просто упражнение със стил и имат добре дефинирани приложения, които вероятно ще видим в употреба през следващите години. Градското миниатюрно електрическо превозно средство, работещо от станция до станция за презареждане с кредитна карта, вече е реалност в някои френски градове.
От гореизложеното може да се предположи, че приемането на композитни конструкции за серийния автомобил ще бъде реалност в средносрочен план въз основа на разработките, които ще са необходими за производството на електрически или хибридни тягови автомобили. Това ще бъде, през следващите години и въпреки техните ограничения, реалност, много по-важна от това, което се вижда днес.