Φεβ 09
11
ΤΑ ΠΛΑΣΤΙΚΑ ΣΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ
ΣΤΑΜΑΤΙΟΣ ΠΑΠΑΔΑΚΗΣ | 11 Φεβρουαρίου, 2009 | Γράψτε σχόλιο
Λόγω και του μειωμένου βάρους του, το πλαστικό είναι ένα υλικό με αυξανόμενο… ειδικό βάρος στο χώρο της αυτοκινητοβιομηχανίας, διαπιστώνει ο Δημήτρης Ζουπάνος
  |
Θυμάστε τα παλιά αυτοκίνητα της δεκαετίας του 1970; Εξωτερικά, παχιά λαμαρίνα κάλυπτε το αμάξωμα, ενώ ακόμη και οι προφυλακτήρες ήταν από σίδερο. Στο εσωτερικό, γυμνές μεταλλικές επιφάνειες συνοδευόμενες από δερματίνη, ύφασμα ή ξύλο ήταν η συνήθης εικόνα που αντίκριζες. Τότε το πλαστικό δεν είχε ακόμα εξελιχθεί, με αποτέλεσμα μόλις 50-60 κιλά του συνολικού βάρους του αυτοκινήτου να είναι από αυτό το υλικό. Από τότε η τεχνολογία έχει κάνει άλματα στο συγκεκριμένο τομέα, με αποτέλεσμα σήμερα το βάρος των πλαστικών μερών ενός αυτοκινήτου να είναι περίπου 150 κιλά. Δεν είναι τυχαίο ότι, σήμερα, ανοίγοντας το καπό ή μπαίνοντας στο σαλόνι ενός σύγχρονου αυτοκινήτου, μεγάλο μέρος αυτών που αντικρίζουμε και που αγγίζουμε είναι από πλαστικό. Εκτός όμως από αυτά που βλέπουμε, σημαντικό μέρος και της αθέατης πλευράς ενός αυτοκινήτου είναι από αυτό το υλικό. Η εξέλιξη, μάλιστα, στα πλαστικά είναι τέτοια, που πραγματοποιήθηκαν προσπάθειες για την κατασκευή αυτοκινήτων εξ ολοκλήρου από πλαστικό.
Πλεονεκτήματα
Το πλαστικό προσφέρει εξοικονόμηση ενέργειας και δίνει τη δυνατότητα στους σχεδιαστές και τους μηχανικούς να έχουν πρωτοποριακές ιδέες που, χωρίς αυτό, δεν θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν. Παραδοσιακά, ο χάλυβας ήταν συνυφασμένος με τη σχεδίαση και την κατασκευή των εξωτερικών τμημάτων του αυτοκινήτου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όμως, είναι ευπαθής στην κάμψη, στα σημάδια από πετραδάκια, στις γρατσουνιές αλλά και στη διάβρωση. Επιπλέον, τα χαλύβδινα εξαρτήματα είναι πιο βαριά και πιο ακριβά από τα πλαστικά. Με τη χρήση του πλαστικού, δόθηκε η ελευθερία στους κατασκευαστές να παραγάγουν εξαρτήματα σε ιδιόμορφα σχέδια, να μειώσουν το κόστος παραγωγής, να βελτιώσουν τη διαχείριση ενέργειας κατά την κατασκευή, να πετύχουν καλύτερη αντοχή στην κάμψη και να χρησιμοποιήσουν εξελιγμένες μεθόδους για περισσότερο επιθετικά και αεροδυναμικά αμαξώματα.
Κατά τη διάρκεια της σχεδίασης, οι σχεδιαστές αντιμετωπίζουν πολλούς περιορισμούς όταν είναι αναγκασμένοι να χρησιμοποιήσουν χάλυβα. Οι μεγάλες μονοκόμματες επιφάνειες με καμπύλες, όπως οι μάσκες στο εμπρός μέρος, είναι σχεδόν απίθανο να ακολουθήσουν τη φαντασία του σχεδίου. Το πλαστικό προσφέρει στους σχεδιαστές πληθώρα πρακτικών και οικονομικών εναλλακτικών, καθώς και φοβερά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με άλλα καθιερωμένα υλικά. Τα πλαστικά δίνουν την ελευθερία στο σχέδιο, στην κατασκευή αλλά και στην τοποθέτηση των εξαρτημάτων. Ταυτόχρονα, δίνουν τη δυνατότητα να συνδυαστούν διαφορετικά σύνθετα εξαρτήματα σε ένα, μειώνοντας έτσι και το κόστος. Παράλληλα, ζυγίζουν σχεδόν 50% λιγότερο από τα αντίστοιχα μεταλλικά. Αυτό μεταφράζεται σε ελαφρύτερα εξαρτήματα με αντίστοιχη ακαμψία, κάτι που συνεπάγεται ελαφρύτερο όχημα και, συνεπώς, χαμηλότερους ρύπους και βελτιωμένη αυτονομία.
Γύρω από τον κινητήρα
 |
Το PBT (polydutylene terephthalate – τερεφθαλικό πολυβουτυλενίου) είναι ένας θερμοπλαστικός πολυεστέρας, οι φυσικές ιδιότητες του οποίου είναι ιδανικές για τη χρήση σε βύσματα του συστήματος ψεκασμού καυσίμου. Το PBT έχει αποδειχθεί εντυπωσιακά στεγανό, άκαμπτο και ανθεκτικό, ενώ είναι και ιδιαίτερα ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν κάτω από το καπό. Ωστόσο, οι ευρωπαϊκές κυρίως αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν σε μεγάλο βαθμό το ανακυκλωμένο PET (polyethylene terephthalate – τερεφθαλικό πολυαιθυλενίου), το ίδιο υλικό που χρησιμοποιείται και για την κατασκευή πλαστικών ποτηριών μιας χρήσης. Οι ευρωπαϊκές βιομηχανίες έχουν διαπιστώσει ότι το PET είναι ικανό όσο το PBT, ενώ αμφότερα έχουν μεγάλη αντοχή στο χρόνο.
Το νάιλον, επίσης, χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό για ηλεκτρικές συνδέσεις. Πρόσφατες ανακαλύψεις έχουν βελτιώσει την αντοχή στην υγρασία, επιτρέποντας τη χρήση του σε μεγαλύτερο εύρος εφαρμογών.
Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες γίνεται συνδυασμένη χρήση πλαστικού και χάλυβα, όπως στην περίπτωση των ψυγείων του κινητήρα. Ετσι, στα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα, τα πλαϊνά των ψυγείων είναι κατασκευασμένα από πρεσαριστό νάιλον. Αυτό δίνει τη δυνατότητα ευκολότερου σχεδιασμού και κατασκευής των ψυγείων.
Σύγχρονες καλωδιώσεις
Τα τελευταία 20 χρόνια, η ανατομία του ηλεκτρικού συστήματος έχει εξελιχθεί σε εντυπωσιακό βαθμό. Τα ηλεκτρονικά συστήματα είναι πλέον αναρίθμητα και άκρως σημαντικά για τη λειτουργία των οχημάτων. Ηλεκτρονικοί «εγκέφαλοι» ελέγχουν σχεδόν τα πάντα. Το πλαστικό κάνει δυνατή τη λειτουργία και τη σύνδεση αυτών των ηλεκτρικών.
Στους διακόπτες ενός αυτοκινήτου συνήθως χρησιμοποιούνται υλικά όπως το νάιλον, ο πολυεστέρας και οι ρητίνες ακετυλίου. Η ύπαρξή τους είναι πολύ σημαντική από αισθητικής αλλά και από πρακτικής πλευράς. Το ακετύλιο είναι ένα πολύ καλό παράδειγμα του πόσο αποτελεσματικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί το πλαστικό σε διακόπτες και πρίζες. Με χαμηλή τριβή, υψηλή αντοχή και μεταξένια αίσθηση, είναι ιδανικό για χρήση στους διακόπτες του συστήματος διεύθυνσης, για παράδειγμα.
Παρόμοιοι διακόπτες θα μπορούσαν να κατασκευαστούν από μέταλλο, ωστόσο το κόστος θα ήταν πολύ υψηλότερο, αφού θα χρειαζόταν αρκετή επεξεργασία ώστε το φινίρισμα να φτάσει σε αντίστοιχο επίπεδο. Επιπλέον, θα απαιτούνταν και αύξηση του χρόνου παραγωγής. Διακόπτες, όμως, χρησιμοποιούνται και κάτω από αυτό που εμείς βλέπουμε. Διακόπτες που αποτρέπουν ένα όχημα από το να εκκινήσει με επιλεγμένη ταχύτητα είναι τοποθετημένοι μέσα στο κιβώτιο και περικλείονται από ζεστή βαλβολίνη. Το νάιλον έχει αποδεδειγμένη αντοχή κάτω από τέτοιες συνθήκες, οπότε και είναι πολύ δημοφιλές σε αυτήν τη χρήση.
Πρίζες, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στις λάμπες, είναι κατασκευασμένες από ποικιλία υψηλής αντοχής υλικών, όπως τα PPA, PPS και SPS. Αυτά τα υλικά έχουν την ικανότητα να επιβιώνουν σε υψηλή θερμοκρασία χωρίς να διασπώνται και να υφίστανται αλλοίωση.
Μηχανικά μέρη
 |
Πλαστικές ενισχύσεις χρησιμοποιούνται, σε πολλές περιπτώσεις, για τη σύνδεση των διαφορετικών κομματιών στις σύγχρονες αναρτήσεις, με σκοπό τη λείανση των επιφανειών χωρίς να χρειάζεται επιπρόσθετη επεξεργασία. Επίσης, το πλαστικό μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία μιας στιβαρής και συγχρόνως ελαφριάς κατασκευής. Το νάιλον, το ακετύλιο καθώς και το πολυπροπυλένιο είναι τα δημοφιλέστερα για τέτοιου είδους χρήση.
Το πλαστικό παίζει επίσης πολύ σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των συστημάτων πέδησης. Το περίβλημα του συστήματος αντιμπλοκαρίσματος ABS είναι από πλαστικό, ενώ οι πλάκες του ηλεκτρικού κυκλώματος που ελέγχει τα φρένα είναι κατασκευασμένες από ένα εύκαμπτο πλαστικό. Επίσης, υπάρχουν τακάκια κατασκευασμένα με βάση το πλαστικό.
Ειδικές πλαστικές ρητίνες ενισχυμένες με fiberglass χρησιμοποιούνται επιτυχώς για την κατασκευή σύνθετων κομματιών μετάδοσης. Αυτή η λύση αντικαθιστά πολλά ξεχωριστά μεταλλικά κομμάτια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του χρόνου συναρμολόγησης, που υπερκαλύπτει τον περισσότερο χρόνο σχεδίασης που απαιτείται. Το πλαστικό μπορεί να βοηθήσει και στην παραγωγή τσιμουχών λαδιού σε σημεία όπου υπάρχουν υψηλές θερμοκρασίες.
Ενα μεγάλο πλεονέκτημα των πλαστικών κατά το σχεδιασμό είναι η δυνατότητα υπολογισμού μικρών ανοχών. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα αυτοκίνητα με κίνηση στον εμπρός άξονα, όπου συνήθως ο χώρος είναι περιορισμένος. Επιπλέον, βοηθά στη μείωση του βάρους στο εμπρός μέρος, βελτιώνοντας την οδική συμπεριφορά.
Η αντοχή των πλαστικών, το χαμηλό βάρος, η ομοιόμορφη επιφάνεια, καθώς και η προσαρμοστικότητα στα σχέδια των μηχανικών τα κάνουν ιδιαίτερα δημοφιλή σε πολλά μηχανικά μέρη. Με στόχο τη μείωση του κόστους και του βάρους μέχρι τη μείωση του θορύβου και των κραδασμών, τα πλαστικά χρησιμεύουν στη δημιουργία του συμπλέκτη, των ντιζών του κιβωτίου, των ιμάντων για τους εκκεντροφόρους, των καπό, των εισαγωγών του κινητήρα, των καλυμμάτων σε κινητήρες, των πεντάλ, του συστήματος τροφοδοσίας και ψύξης, καθώς και της βάσης για τον λεβιέ του κιβωτίου.
Επίσης, πλαστικό χρησιμοποιείται ως κάλυμμα και βάση για γρανάζια και ρουλεμάν, αλλά και για την κατασκευή των ίδιων των ρουλεμάν. Ετσι, μειώνονται το βάρος και το κόστος συναρμολόγησης, ενώ το τελικό προϊόν είναι φτηνότερο και ανθεκτικότερο ακόμη και κάτω από αντίξοες συνθήκες.
Τέλος, πλαστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για την κατασκευή αξόνων μετάδοσης με όφελος τη μείωση του θορύβου, των κραδασμών και της τραχύτητας λειτουργίας. Αυτή η λύση, εκτός από την πιο ευχάριστη αίσθηση στην οδήγηση, δημιουργεί ένα περισσότερο άκαμπτο εξάρτημα, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η ζωή του άξονα.
Αμαξώματα
 |
Μια μεγάλη πρόκληση για την αυτοκινητοβιομηχανία είναι η αντικατάσταση μεγάλων μεταλλικών επιφανειών του αμαξώματος από ελαφρύ πλαστικό. Η βιομηχανία Bayer κατασκεύασε ένα νέο πολυμερές πλαστικό, το Triax DP355, το οποίο έχει την ικανότητα να μην αλλοιώνεται όταν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ απωθεί την υγρασία, χαρακτηριστικό που βοηθά στο να μη δημιουργηθούν φυσαλίδες μετά το βάψιμο. Ενας λασπωτήρας από αυτό το υλικό ζυγίζει 1,5 κιλό, το μισό από ένα αντίστοιχο μεταλλικό.
Τα ρεζερβουάρ των αυτοκινήτων, παραδοσιακά, ήταν μεταλλικά. Σήμερα, το 95% των αυτοκινήτων στην Αμερική καθώς και το 91% στην Ευρώπη εφοδιάζονται με πλαστικά ρεζερβουάρ.
Το μέλλον
Η χρήση των πλαστικών στην αυτοκινητοβιομηχανία συνεχώς αυξάνεται, καθώς μειώνει το κόστος παραγωγής των εξαρτημάτων και της συναρμολόγησης. Μοναδικό πρόβλημα αποτελεί η δυσκολία ανακύκλωσης, στοιχείο που αποτελεί τροχοπέδη σε έναν πλανήτη που «πονά» στον συγκεκριμένο τομέα, αν και πλέον σημειώνεται και σε αυτό το σημείο συνεχής πρόοδος. Τα τελευταία χρόνια, η εξέλιξη χάλυβα υψηλής αντοχής καθώς και του μαγνησίου αποτελούν τον μεγάλο αντίπαλο των πλαστικών. Για να αντιμετωπίσει τον ανταγωνισμό, η βιομηχανία πλαστικών θα πρέπει να επισπεύσει την εξέλιξη νέων τεχνολογιών, να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει την ικανότητα ανακύκλωσης. Παρ’ όλα αυτά, η εξοικονόμηση ενέργειας, η προστασία του περιβάλλοντος και η ασφάλεια αποτελούν κίνητρα για την πρόοδο των μελετών.
Ανακτήθηκε από: http://www.kathimerini.gr
Αφήστε μια απάντηση
Για να σχολιάσετε πρέπει να συνδεθείτε.