Материалы, из которых производят кузов современного автомобиля. Материалы, применяемые дня изготовления кузовных деталей Из чего делают кузов автомобиля

ДЛЯ изготовления деталей кузовов и кабин автомобилей в основном применяются листовые материалы.

Выбор материала является важным фактором, обеспечивающим качество кузовов автомобилей. К листовым материалам предъявляются следующие требования:

материал должен обеспечивать прочность детали в узле и обладать необходимыми пластическими свойствами для штамповки детали заданной формы;

толщина материала должна быть достаточной для обеспечения необходимой прочности детали после пластического деформирования при штамповке;

материал должен обеспечивать качественное выполнение других технологических процессов изготовления кузовов и кабин (сварка, окраска и т. п.);

номенклатура толщин, марок и размеров применяемого листового и рулонного материала должна быть возможно меньшей.

Основным кузовным материалом является тонколистовая низкоуглеродистая качественная сталь, изготавливаемая методом холодной прокатки. Преобладающие толщины используемых сталей находятся в диапазоне 0.6.—1,5 мм. Марки, свойства и сортамент сталей регламентируются следующими стандартами:

1. ГОСТ 9045-93. Прокат тонколистовой холоднокатаный из низкоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки. Технические условия;

2. ГОСТ 16523-97. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия;

3. ГОСТ 19904-90. Прокат листовой холоднокатаный. Сортамент.

Листовая сталь по ГОСТ 9045 — 93 применяется для наиболее сложных и ответственных деталей, в том числе и для облицовочных (наружных) деталей кузова. Стальной прокат подразделяют: 355

1) по виду продукции;

2) по нормируемым характеристикам;

3) по качеству отделки поверхности;

4) по способности обрабатываться штамповкой-вытяжкой.

По виду продукции прокат подразделяется на листы и рулоны.

По нормируемым характеристикам прокат делится на пять категорий, каждая из которых определяет характеристики механических свойств, регламентируемые при поставке проката по данной категории.

К нормируемым характеристикам относятся предел текучести ат, временное сопротивление ав, относительное удлинение 5, твердость по Роквеллу, глубина сферической лунки, формуемой на листовом образце до его разрушения специальным инструментом (испытание по методу Эриксена).

Подразделение по видам продукции и по качеству отделки поверхности такое же, как проката по ГОСТ 9045-93.

Стандарт на сортамент (ГОСТ 19904-90) распространяется на листовой холоднокатаный прокат шириной 500 мм и более, изготавливаемый в листах толщиной от 0,35 до 5,0 мм и рулонах толщиной от 0,35 до 3,5 мм. Стандарт устанавливает ряд размеров проката по толщине, ширине и длине, предельные отклонения этих размеров, плоскостность проката, характер кромки (обрезная, необрезная) и регламентирует другие характеристики проката (волнистость, серповидность, телескопичность и др.).

В протяжении всей истории, с того момента как был сотворен автомобиль, повсевременно велись поиски новых материалов. И кузов автомобиля не был исключением. Производили кузов из дерева, стали, алюминия и разных видов пластика. Но на этом поиски не останавливались. И, наверное, каждому любопытно, из какого материала делают кузова автомобилей сейчас?

Пожалуй, изготовка кузова является при разработке автомобиля одним из самых сложных процессов. Цех в заводе, где выполняются кузова, занимает площадь примерно 400 000 м кВ, цена которого млрд баксов.

Для производства кузова нужно больше сотки отдельных частей, которые потом необходимо соединить в одну конструкцию, соединяющую внутри себя все части современного автомобиля. Для легкости, прочности, безопасности и малой цены кузова конструкторам нужно всегда идти на компромиссы, находить новые технологии, новые материалы.

Разглядим недочеты и достоинства главных материалов, применяемых при изготовлении современных кузовов автомобилей.

Сталь.

Этот материал употребляется для производства кузовов издавна. Сталь имеет отличные характеристики, дозволяющие изготавливать детали различной формы, и при помощи разных методов сварки соединять нужные детали в целую конструкцию.

Разработан новый сорт стали (упрочняющийся во время термообработки, легированный), позволяющий упростить создание и в предстоящем получить данные характеристики кузова.

Делается кузов в несколько шагов.

С самого начала производства из железных листов, имеющих разную толщину, штампуются отдельные детали. После эти детали свариваются в большие узлы и при помощи сварки собираются в одно целое. Сварку на современных заводах ведут боты, да и ручные виды сварки также используются — полуавтоматом в среде углекислого газа либо употребляется контактная сварка.

С возникновением алюминияпотребовалось разрабатывать новые технологии для получения данных параметров, которые должны быть у железных кузовов. Разработка Tailored blanks как раз и является одной из новинок - сваренные встык по шаблону железные листы различной толщины из различных видов стали образуют заготовку для штамповки. Тем отдельные части сделанной детали владеют пластичностью и прочностью.

• низкая цена,

• высочайшая ремонтопригодность кузова,

• отработанная разработка производства и утилизации кузовных деталей.

• наибольшая масса,

• требуется защита от коррозии,

• потребность в большенном количестве штампов,

• их накладность,

• такжеограниченный срок службы.

Все идет в дело.

Все материалы, о которых говорилось выше, имеют положительные характеристики. Потому конструкторами проектируются кузова, сочетающиеся детали из различных материалов. Тем при использовании можно обходить недочеты, а использовать только положительные свойства.

Кузов Мерседес-бенз CL является примером гибридной конструкции, потому что при изготовлении применялись такие материалы - алюминий, сталь, пластик и магний. Из стали сделаны днище багажного отделения и каркас моторного отдела, и некие отдельные элементы каркаса. Из алюминия сделан ряд внешних панелей и деталей каркаса. Из магния сделаны каркасы дверей. Из пластика изготавливают крышку багажника и фронтальные крылья. Еще вероятна такая конструкция кузова, в какой каркас будет сделан из алюминия и стали, а внешние панели из пластика и/либо алюминия.

• вес кузова понижается, при всем этом сохраняется твердость и крепкость,

• достоинства каждого из материалов при применении употребляются очень.

• необходимость особых технологий соединения деталей,

• непростая утилизация кузова, потому что нужно за ранее разобрать кузов на элементы.

Алюминий.

Дюралевые сплавы для производства авто кузовов начали использовать относительно не так давно, хотя и были использованы в первый раз в прошедшем столетии, в 30-е годы.

Употребляют алюминий при изготовлении всего кузова либо его отдельных деталей - капот, каркас, двери, крышу багажника.

Исходный шаг производства дюралевого кузова похожий с созданием железного кузова. Детали сначала штампуются из листа алюминия, позже собираются в целую конструкцию. Сварка употребляется в среде аргона, соединения на заклепках и/либо с внедрением специального клея, лазерная сварка. Также к железному каркасу, который сделан из труб различного сечения, крепятся кузовные панели.

• возможность сделать детали хоть какой формы,

• кузов легче железного, при всем этом крепкость равная,

• легкость в обработке, вторичная переработка не составляет труда,

• устойчивостьк коррозии (не считая химической), такжемалая стоимость технологических процессов.

• низкая ремонтопригодность,

• необходимость в дорогостоящих методах соединения деталей,

• необходимость специального оборудования,

• существенно дороже стали, потому что затраты энергии намного выше

Термопласты.

Это таковой тип пластического материала, который при повышении температуры перебегает в жидкое состояние и делается текучим. Этот материал используется при изготовлении бамперов,деталей обшивки салона.

• легче железного,

• при переработке малые издержки,

• низкая цена подготовки и самого производства при сопоставлении с дюралевыми и железными кузовами (не нужна штамповка деталей, сварочное создание, гальваническое и окрасочное производства)

• потребность в огромных и дорогостоящих литьевых машинах,

• при повреждениях сложность в ремонте, в неких случаях единственным выходом является подмена детали.

Стеклопластик.

Под заглавием стеклопластик имеется в виду хоть какой волокнистый наполнитель, который пропитан полимерными термореактивными смолами. Более известными наполнителями числятся - карбон, стеклоткань, кевлар, также волокна растительного происхождения.

Карбон, стеклоткань из группы угле-пластиков, которые представляют собой сеть из переплетенных углеродных волокон (притом, переплетение происходит под различными определенными углами), которые пропитаны особыми смолами.

Кевлар - это синтетическое полиамидное волокно, отличающееся небольшим весом, устойчивое к высочайшей температуре, негорючее, по прочности на разрыв превосходит сталь в пару раз.

Разработка производства кузовных деталей заключается в последующем: в особые матрицы укладывается слоями наполнитель, который пропитывают синтетической смолой, потом оставляют для ее полимеризации на определенное время.

Есть некоторое количество методов по изготовлению кузовов: монокок (весь кузов - одна деталь), внешняя панель из пластика, установленная на дюралевом либо железном каркасе,атакже идущий без перерывов кузов с вставленными в его структуру силовыми элементами.

• при высочайшей прочности небольшой вес,

• поверхность деталей обладает неплохими декоративными свойствами (это позволит отрешиться от покраски),

• простота в изготовлении деталей, имеющих сложную форму,

• огромные размеры кузовных деталей.

• высочайшая цена заполнителей,

• высочайшее требование к точности форм и к чистоте,

• время производства деталей довольно длительное,

• при повреждениях сложность в ремонте.

Добрый день, сегодня мы расскажем о том, из чего изготавливают автомобильный кузов , какие материалы применяют при производстве , а также при помощи, каких технологий осуществляется этот важный процесс. Кроме того, узнаем, какие существуют основные разновидности металлов , пластика и прочих материалов , которые зачастую используются при производстве элементов кузова транспортного средства, а также рассмотрим, какими преимуществами с недостатками обладает то или иное сырье в отдельности каждого вида . В заключении мы поговорим о том, какой материал на сегодняшний день является самым востребованным у автопроизводителей , а также от чего зависит качество и долговечность готового кузова машины.

КАК СОБИРАЮТ АВТОМОБИЛИ LEXUS И TOYOTA

ЧТО ТАКОЕ КРУПНОУЗЛОВАЯ СБОРКА АВТОМОБИЛЕЙ

Кузов любого автомобиля играет роль несущей конструкцией , в котором использовано при производстве огромное многообразие различных материалов и комплектующих . Чтобы кузов машины отслужил свой срок службы надежно, а также качественно, необходимо понимать, как за ним правильно следить и эксплуатировать . Чтобы это понимать, нужно знать из чего изготовлена несущая конструкция транспортного средства, а также какая технология сварки и производства применялась. Благодаря этой информации , мы сможем без труда определить преимущества и недостатки того или иного типа кузова .

Справочно заметим, что для изготовления кузова нужны сотни отдельно взятых запасных частей , компонентов и деталей , которые затем необходимо очень точно , а также грамотно соединить в единую конструкцию , которая будет объединять в себе все элементы транспортного средства. Чтобы изготовить прочный , при этом безопасный , легкий и по приемлемой стоимости кузов современного автомобиля, нужно постоянно искать различные компромиссы , а также новые технологии с материалами .

1. Изготовление кузова автомобиля из стали. Преимущества и недостатки

Большинство кузовов автомобиля, а точнее его детали изготавливается из разных сортов стали , алюминиевых сплавов и даже пластмассы с добавлением стекловолокна . Но основным материалом на сегодняшний день все же выступает низкоуглеродистая листовая сталь с примерной толщиной в 0,7-2 миллиметра . Благодаря использованию тонкого листа стали , автопроизводителям удалось уменьшить общую массу транспортного средства и при этом увеличить жесткость кузова .

Высокая прочность кузова получается благодаря специальным свойствам и составу стали , а также его способностью к глубокой вытяжке , то есть можно изготавливать детали сложных форм . Кроме того, нельзя забывать, что новые технологии в сварке помогают получать высокотехнологичные соединения . Однако сталь обладает высокой плотностью и слабой коррозионной стойкостью , поэтому такой материал требует специальных дополнительных мероприятий для защиты от коррозии .

В процессе создания кузовов из стали , задача конструкторов заключается в том, чтобы наделить материал прочностью и обеспечить высокий уровень пассивной безопасности . Задача технологов заключается в правильном подборе состава стали , его сочетание с другими сплавами и компонентами , чтобы материал был хорошо штампуем . Задача же металлургов заключается в том, чтобы правильно отлить нужную по составу и качеству сталь . Справочно заметим, что ежегодно разрабатываются десятки новых сортов и марок стали , которые позволяют упростить производство , а также получить заданные специалистами свойства несущей конструкции транспортного средства.

Как правило, изготовление кузова происходит в несколько стадий производственного процесса . Первоначально происходит изготовление , а затем прокатка стальных листов , которые обладают разной толщиной . После этого листы подвергают штамповке для создания определенных деталей машино-комплекта . На заключительной стадии готовые отштампованные детали свариваются специальным методом и собираются в единый несущий узел , он же кузов . Справочно заметим, что почти вся сварка на автозаводах производится специальными высокоточными роботами .

Положительные стороны стали при производстве автомобильных кузовов :

- низкая стоимость материала в сравнении с другим сырьем ;

- четко отработанная технология изготовлени я и утилизации материала;

- оптимальная ремонтопригодность готового кузова .

- высокая масса материала и готового кузова ;

- потребность в специальной штамповке и большом количестве штампов для скрепления деталей;

- не высокий срок службы готового кузова .

Что касается негативных сторон при производстве кузова из стали , то благодаря постоянному совершенствованию технологий изготовления автомобильных деталей , а также процесса штамповки , данный материал становится наиболее оптимальным для автопроизводителей. На сегодняшний день, доля высокопрочных сталей в структуре кузова постоянно увеличивается . Сегодня большинство автопроизводителей применяют сверхвысокопрочные сплавы стали нового поколения .

К таким видам материала относят такую марку стали , как TWIP , которая содержит большое количество марганца в своем составе , доля вещества может доходить до 25 процентов . Сталь такого типа обладает высокой пластичностью , устойчивостью к частым деформациям , благодаря чему материал можно подвергать относительному удлинению . Удлинение "ТВИП-стали " может происходит на 50-70 процентов , а пределом прочности служит показатель в 1450 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность обычной стали составляет не более 250 МегаПаскаль , а высокопрочной до 600 МегаПаскаль .

2. Изготовление кузова автомобиля из алюминия. Преимущества и недостатки

Что касается автомобильных кузовов из алюминиевых сплавов , то их стали производить совсем недавно, примерно около 15 лет назад, для промышленности это считается маленьким сроком. Как правило, алюминий в автомобилестроении применяют для изготовления отдельных частей кузова , реже всего целиком. В большинстве случаев алюминий используется для производства капотов , крыльев , дверей , крышки багажника , а также прочих элементов и деталей .

Автопроизводителями на сегодняшний день сплавы из алюминия используются в ограниченном количестве. Все это из-за того, что жесткость и прочность алюминиевых сплавов намного ниже, чем у той же стали . В связи с чем толщину деталей из этого материала производители увеличивают , поэтому значительного снижения массы готового кузова получить почти невозможно. Кроме того, такой параметр , как шумоизоляция у алюминиевых деталей также хуже, чем у элементов из стали , к тому же при производстве требуются более сложные процедуры , чтобы достичь оптимального акустического эффекта и добиться положительных характеристик кузова по этому показателю .

Что касается производственного процесса, на котором изготавливают готовый алюминиевый кузов , то он очень схож с ранее описанной процедурой создания несущей конструкции из стали . На первой стадии , детали из листа алюминия подвергают штамповке , а затем собираются в единый цельный узел . При сварке применяется аргон , детали соединяются при помощи специальных заклепок или клея . На завершающей стадии , основные участки будущего кузова подвергают точечной сварке , а затем к стальному каркасу , изготовленному из труб разного сечения , прикрепляются кузовные панели и машино-комплекты .

Появляется возможность производства кузовных элементов любой формы и сложности ;

- масса готового алюминиевого кузова значительно легче стального , при равной прочности ;

- материал легко подвергается обработке , процесс утилизации прост;

- высокая устойчивость к коррозии и ржавчине ;

- низкая стоимость технологических процессов при производстве.

Отрицительные стороны алюминия при производстве автомобильных кузовов :

Высокая сложность ремонта деталей;

- при производстве используются дорогостоящие крепежи для соединения панелей ;

- необходимость наличия специального высокоточного оборудования ;

- намного дороже стали , в связи с высокими энергозатратами .

Алюминий обладает средней пластичностью иустойчивостью к разного рода деформациям . Такой материал не рекомендуется подвергать удлинению ,в связи с тонкой номинальной толщиной . Пределом прочности алюминия служит показатель в 180-210 МегаПаскаль . Для сравнения , прочность стандартной стали составляет около 240-250 МегаПаскаль , а высокопрочной в районе 500-600 МегаПаскаль .

3. Изготовление кузова автомобиля из стеклопластика и пластмассы. Преимущества и недостатки

Что касается производства кузова из стеклопластика , то имеется в виду такой материал , как волокнистый наполнитель , который специально пропитывается полимерными смолами . Как правило, материал такого вида используется для облегчения общей массы готового кузова . Самыми известными наполнителями , он же стеклопластик являются стеклоткань , кевлар и карбон .

Справочно заметим, что примерно 85 процентов пластмасс , которые применяются в автомобилестроении , приходятся на 5 основных видов материалов , такие как полиуретаны , поливинилхлориды , ABS-пластик , полипропилены и стеклопластики . Около 15 оставшихся процентов приходится на полиэтилены , полиакрилаты , полиа миды , поликрбонаты и прочие материалы.

Кроме того, из разных видов стеклопластика производят наружные панели кузовов , что в свою очередь обеспечивает значительное снижение массы готового транспортного средства. Например из полиуретана изготавливают подушки и спинки сидений , накладки противоударного типа и прочие компоненты . Буквально, как пару лет назад из стеклопластика начали в массовом порядке производить такие элементы кузова , как капоты , крылья , двери и крышки багажников .

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.

Справочно заметим, что довольно часто такие материалы, как поливинилхлориды используются для производства фасонных деталей , например рукояток , панелей приборов и прочие элементы. Зачастую поливинилхлориды применяют совместно с обивочными материалами , на примере разных тканей . Что касается полипропилена , то из него часто изготавливают корпуса фар , рулевые колонки , воздуховоды и прочие элементы. ABS-пластик используют для облицовки деталей , как интерьера , так и экстерьера автомобиля.

Видео обзор: "Из чего изготавливают кузов автомобиля. Какие материалы используются при производстве"

В заключении отметим, что автомобильная промышленность сегодня не стоит месте и старается развиваться лицом к покупателю, который хочет динамичную , экономичную , надежную , безопасную и при этом недорогую машину. Все это ведет автомобилестроение к тому, что в производстве транспортных средств применяются новые технологии и материалы , которые отвечают современным требованиям , а также стандартам .

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

В кузове автомобиля использовано огромное количество различных материалов, намного больше, чем в любом другом узле автомобиля. Сейчас мы рассмотрим из чего изготавливают кузова автомобиля и для чего используются те или иные материалы.

Чтобы точно соблюдать все технологии, стандарты по прочности и при этом сделать кузов легким и дешевым производители постоянно ищут новые материалы.

Рассмотрим основные преимущества и недостатки различных материалов.

Из стали сейчас делают основные элементы автомобиля. В основном, используется низкоуглеродистая листовая сталь толщиной от 65 до 200 микрон. В отличии от более ранних автомобилей, их современные собратья стали значительно легче, сохранив при этом жесткость и прочность кузова.

Кроме снижения веса автомобиля низкоуглеродистая сталь позволяет делать детали различных сложных форм, что позволило дизайнерам воплотить в жизнь новые идеи.

Теперь к недостаткам.

Сталь очень подвержена коррозии, поэтому современные кузова обрабатывают сложными химическими составами и красят по определенной технологии. Также к недостаткам можно отнести высокую плотность материала.

Кузовные элементы выштамповывают из листов стали, а затем сваривают в единое целое. Сегодня сварка полностью осуществляется роботами.

Достоинства стальных кузовов:

* стоимость;

* легкость в ремонте кузовов;

* хорошо отлаженная технология производства.

Недостатки:

* высокая масса;

* необходимость антикоррозийной обработки;

* большое количество штампов;

* ограниченных срок службы.

Алюминий

Сплавы алюминия не так давно используются в автопроизводстве. Можно встретить автомобили, где лишь часть кузовных элементов алюминиевые, но встречаются и полностью алюминиевые кузова. Особенностью алюминия является более худшая шумоизолирующая способность. Для достижения комфорта необходимо дополнительно провести шумоизоляцию такого кузова.

Для соединения кузовных элементов из алюминия необходима сварка аргоном или лазером, а это более сложный и дорогой процесс, чем при работе с более привычной сталью.

Достоинства:

* форма деталей кузова может быть любой;

* более меньший вес при равной со сталью прочностью;

* устойчивость к коррозии.

Недостатки:

* сложность в ремонте;

* высокая стоимость сварки;

* более дорогое и сложное оборудование при производстве;

* выше себестоимость автомобиля.

Стеклопластик и пластмасса

Стеклопластик это довольно широкое понятие, которое объединяет любой материал, состоящий из волокон и пропитанный полимерной смолой. Наибольшее распространение получили карбон, стеклоткань и кевлар. Из данных материалов чаще всего изготавливают кузовные панели.

Полиуретан применяется в деталях салона, обшивках и в противоударных накладках. С недавнего времени из данного материала делают крылья, капоты и крышки багажника.