ما هي المواد المستخدمة في صناعة هياكل السيارات؟

تتنوع مواد هياكل السيارات ، وتستخدم هذه المواد للحصول على المزايا أو الصفات أو الميزات التي يمكن أن يقدمها كل منها. لذلك ، غالبًا ما يتم العثور على المكونات أو الهياكل أو هياكل السيارات التي يتم فيها دمج عناصر ذات طبيعة مختلفة.

كقاعدة عامة ، الأسباب الرئيسية التي تحدد وجود مواد مختلفة في تصنيع الجسم هي الأهداف التي يجب تحقيقها تخفيض الوزن وزيادة قوة وسلامة المجموعة من خلال استخدام مواد أخف وزنا وأكثر متانة.

المواد الأساسية لهياكل السيارات

المواد المستخدمة بشكل أساسي في إنتاج هياكل السيارات على مدار السنوات الماضية هي كما يلي:

•  خلائط الحديد: صلب وسبائك
• سبائك الألومنيوم
• سبائك المغنيسيوم
• مواد بلاستيكية وسبائكها ، وإن كانت مقواة
• راتنج بالحرارة مع الألياف الزجاجية أو الكربون
• زجاج

من بين المواد الخمس لهياكل السيارات ، يعد الفولاذ هو الأكثر استخدامًا ، يليه البلاستيك والألمنيوم والألياف الزجاجية ، والتي يتم استخدامها حاليًا بشكل أقل تكرارًا على سيارات الدفع الرباعي. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لبعض المركبات المتطورة ، بدأت مكونات المغنيسيوم وألياف الكربون في الاندماج.

فيما يتعلق بدور كل مادة ، تجدر الإشارة إلى أن الفولاذ موجود في معظم السيارات ، خاصة في الدرجات المتوسطة والمنخفضة. أيضًا في السيارات متوسطة المدى ، يمكنك غالبًا العثور على بعض أجزاء الألومنيوم مثل غطاء المحرك وما إلى ذلك. وعلى العكس من ذلك ، عندما يتعلق الأمر بالسيارات المتميزة ، فإن قطع الألومنيوم لها الأولوية. هناك سيارات في السوق بها أجسام مصنوعة بالكامل تقريبًا من الألومنيوم ، مثل Audi TT أو Audi Q7 أو Range Rover Evoque.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الحافات يمكن أن تكون من الفولاذ المطروق ، ومزينة بأغطية مصنوعة من البلاستيك أو سبيكة من الألومنيوم أو المغنيسيوم.

من ناحية أخرى ، يوجد البلاستيك إلى حد كبير جدًا في السيارات الحديثة (تصل إلى 50٪ من الأجزاء ، في بعض السيارات - بلاستيك) ، خاصة في داخل السيارة. أما بالنسبة لمواد جسم السيارة ، فيمكن العثور على البلاستيك في المصدات الأمامية والخلفية ، ومجموعات الهيكل ، وعلب مرآة الرؤية الخلفية والجسم ، بالإضافة إلى القوالب وبعض العناصر الزخرفية الأخرى. هناك طرازات Renault Clio بها مصدات أمامية بلاستيكية أو مثال آخر أقل شيوعًا ، مثل Citroen C4 كوبيه وهو مثبت على الباب الخلفي ، مادة اصطناعية.

يتبع الزجاج مواد بلاستيكية ، تستخدم عادة لتقوية البلاستيك ، وتشكيل مادة مركبة للمكونات الهيكلية مثل المصدات الأمامية والخلفية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام راتنجات البوليستر أو الإيبوكسي القابلة للحرارة ، مما يؤدي إلى تكوين المركبات. يتم استخدامها بشكل رئيسي في الملحقات. للضبط على الرغم من أن الجسم في بعض موديلات رينو سبيس مصنوع بالكامل من هذه المادة. كما يمكن استخدامها في بعض أجزاء السيارة ، مثل المصدات الأمامية (Citroen C8 2004) ، أو الخلفية (Citroen Xantia).

تقني خصائص وتصنيف المواد الرئيسية المستخدمة في صناعة الأجسام

نظرًا لأن مواد هيكل السيارة المختلفة يمكن أن تتلف وتتطلب إصلاحًا في ورشة العمل ، فمن الضروري معرفة خصائصها من أجل إجراء عمليات الإصلاح والتجميع والتوصيل ، في كل حالة محددة.

خلائط الحديد

الحديد، على هذا النحو، هو معدن ناعم وثقيل وحساس للغاية لتأثيرات الصدأ والتآكل. وعلى الرغم من ذلك، فإن المادة سهلة التشكيل والتشكيل واللحام، كما أنها اقتصادية. الحديد المستخدم كمادة لهياكل السيارات مخلوط بنسبة صغيرة من الكربون (0,1% إلى 0,3%). تُعرف هذه السبائك بالفولاذ منخفض الكربون. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا إضافة السيليكون والمنغنيز والفوسفور لتحسين الخواص الميكانيكية بشكل مباشر أو غير مباشر. وفي حالات أخرى، تكون للمواد المضافة أغراض أكثر تحديدًا، حيث تتأثر صلابة الفولاذ بالسبائك التي تحتوي على نسبة معينة من المعادن مثل النيوبيوم أو التيتانيوم أو البورون، ويتم استخدام طرق معالجة خاصة لتحسين الخصائص، مثل التبريد أو التقسية إنتاج فولاذ أقوى أو ذو سلوك تصادم محدد.

من ناحية أخرى ، يتم تقليل الحساسية للأكسدة أو التحسينات التجميلية عن طريق إضافة نسبة صغيرة من الألمنيوم ، وكذلك الجلفنة والجلفنة أو الألمنيوم.

لذلك ، وفقًا للمكونات المتضمنة في السبائك ، يتم تصنيف الفولاذ وتصنيفه الفرعي على النحو التالي:

• فولاذ ، عادي أو مختوم.
• فولاذ عالي القوة.
• الفولاذ ذو قوة عالية جدا.
• قوة فولاذية فائقة: قوة عالية وليونة (Fortiform) ، مع البورون ، إلخ.

لتحديد بدقة أن عنصر السيارة مصنوع من الفولاذ ، يكفي إجراء اختبار بمغناطيس ، في حين يمكن العثور على نوع معين من السبائك بالرجوع إلى الوثائق التقنية للشركة المصنعة.

سبائك الألومنيوم

الألومنيوم معدن ناعم أقل قوة بعدة مستويات من معظم أنواع الفولاذ وهو أغلى ثمناً ويصعب إصلاحه ولحامه. ومع ذلك ، فهو يقلل الوزن مقارنة بالفولاذ بنسبة تصل إلى 35٪. ولا يخضع للأكسدة التي تتعرض لها سبائك الفولاذ.

يستخدم الألمنيوم كمادة لهيكل السيارة ، وكذلك سبائكه مع معادن مثل المغنيسيوم أو الزنك أو السيليكون أو النحاس ، وقد تحتوي أيضًا على معادن أخرى مثل الحديد والمنغنيز والزركونيوم والكروم أو التيتانيوم لزيادة خصائصها الميكانيكية . إذا لزم الأمر ، لتحسين سلوك هذا المعدن أثناء اللحام ، يتم أيضًا إضافة scandium إليه.

يتم تصنيف سبائك الألومنيوم وفقًا للسلسلة التي تنتمي إليها ، بحيث تكون جميع السبائك الأكثر استخدامًا في صناعة السيارات جزءًا من سلسلة 5000 و 6000 و 7000.

هناك طريقة أخرى لتصنيف هذه السبائك وهي من خلال إمكانية التصلب. هذا ممكن لسلسلة 6000 و 7000 سبيكة ، بينما سلسلة 5000 ليست كذلك.

المواد الاصطناعية

نما استخدام البلاستيك بسبب وزنه الخفيف وقدرات التصميم الرائعة التي يوفرها واستقرار الأكسدة والتكلفة المنخفضة. على العكس من ذلك ، فإن مشاكلها الرئيسية هي أنها تؤدي إلى تفاقم الأداء بمرور الوقت ، وهناك أيضًا صعوبات في الطلاء ، الأمر الذي يتطلب العديد من العمليات الدقيقة للتحضير والدعم والاستعادة.

يتم تجميع البوليمرات المستخدمة في صناعة السيارات على النحو التالي:

• اللدائن الحرارية ، على سبيل المثال ، بولي كربونات (PC) ، بولي بروبيلين (PP) ، بولي أميد (PA) ، بولي إيثيلين (PE) ، أكريلونيتريل - بوتادين - ستايرين (ABS) أو توليفات.
• مواد حرارية مثل الراتنجات ، وراتنجات الإيبوكسي (EP) ، والبلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (GRP) مثل PPGF30 ، أو راتنجات البوليستر غير المشبعة (UP).
• اللدائن

يمكن تحديد نوع البلاستيك من خلال رمز الملصق الخاص به أو الوثائق الفنية أو اختبارات معينة.

زجاج

وينقسم الموقف الذي يشغلونه زجاج السيارة إلى:

• النوافذ الخلفية
• الزجاج الأمامي
• النوافذ الجانبية
• زجاج أمان

فيما يتعلق بنوع الزجاج فهي تختلف:

• زجاج مصفح. تتكون من كأسين ملصقتين معًا بواسطة بوليفينيل بوتيرال بلاستيكي (PVB) ، والذي يبقى محصوراً بينهما. استخدام فيلم يزيل خطر كسر الزجاج ، ويسمح بالتلوين أو التعتيم ، ويعزز الالتصاق.
• زجاج صلب. هذه هي الزجاج المقسى أثناء عملية التصنيع ، إلى جانب الضغط القوي. هذا يزيد بشكل كبير من نقطة الكسر ، على الرغم من أنه بعد التغلب على هذا الحد ، ينكسر الزجاج إلى العديد من الأجزاء.

يقع تحديد نوع الزجاج ، بالإضافة إلى معلومات أخرى حوله ، على الشاشة الحريرية / وضع العلامات على الزجاج نفسه. أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى أن الزجاج الأمامي هو ميزة أمان تؤثر بشكل مباشر على رؤية السائق ، لذلك من المهم الحفاظ عليها في حالة جيدة أو إصلاحها أو استبدالها إذا لزم الأمر باستخدام طرق تفكيك النوافذ وتركيبها ولصقها ، المعتمدة من قبل الشركات المصنعة.

اختتام

يلبي استخدام المواد المختلفة لهيكل السيارة حاجة الشركات المصنعة للتكيف مع الوظائف المحددة لكل جزء من السيارة. من ناحية أخرى ، فإن المتطلبات التنظيمية الصارمة لحماية البيئة تلزم بتقليل وزن السيارة ، وبالتالي فإن عدد السبائك المعدنية الجديدة والمواد الاصطناعية التي يتم استخدامها في صناعة السيارات آخذ في الازدياد.