Az Steel nem mondta ki az utolsó szavát

A fájl összefoglalása

Legyen Ön az első, aki reagál

A villámlás a jelenlegi jelszó az autóipari tervezők számára, hogy megfeleljenek az egyre drasztikusabb CO2-kibocsátási normáknak. Az acélok, az alumínium, a műanyagok és a kompozitok őrjöngő háborút folytatnak annak bizonyítására, hogy ők a legjobb alternatíva ennek a kihívásnak. És ebben a játékban nem a fémek vannak a legrosszabb helyen.

A 2000-es évekig a gyártók legfőbb gondja az utasok biztonságának biztosítása volt baleset esetén. Ennek érdekében deformálhatatlan belső tereket, elülső és hátsó rekeszeket fejlesztettek ki, amelyek a programozott deformációs zónáknak köszönhetően el tudják oszlatni az ütközési energiát, valamint megerősítéssel ellátott ajtókat, amelyek korlátozzák a mellékütések hatásait. Számos biztonsági felszerelést is telepítettek az utastérbe (légzsákok, biztonsági övfeszítők, párnák stb.). Olyan intézkedések, amelyek folyamatosan növelik a járművek tömegét. És a helyzet azóta sem javult, hogy számos berendezés, például légkondicionáló, panorámás üvegtetők vagy kényelmi elektronika, például GPS és információs és szórakoztató rendszerek érkeztek. Így a 90-es évek elején 900 kg súlyú autó 2012-ben elérte az 1300 kg-ot !

Ez az infláció tarthatatlanná vált. Mert ugyanakkor a hatóságok drasztikusan csökkentették a CO2-kibocsátást. Az Európai Unióban értékesített új járművek 2015-ben 130 g/km, 2020-ban pedig 95 g/km-nél többet nem képesek kibocsátani, szemben a mai 160 g/km-rel. Valódi kihívás, amely megköveteli a gyártóktól, hogy vizsgálják felül az autók tervezésének módját. Abroncs súrlódása, aerodinamika, vonó lánc. a gyártók minden eszközzel igyekeznek korlátozni a CO2-kibocsátást. Az egyik leghatékonyabb módszer a drága autók diétázása, a felesleges kilók nyomon követése. Tizenegy kilogramm fogyott, ez egy gramm CO2/kilométer nyereség !

Az egyenlet egyszerűen érthető, de sokkal nehezebb megoldani. Az anyagok könnyítéséhez több paraméteren kell játszani: vastagság, sűrűség vagy az alkatrész alakja. Annak érdekében, hogy az autók lefogyjanak, az első tervezési fázisoktól kezdve megoldásokat kell találni az ügyfél által elvárt szolgáltatás biztosítására, miközben kevesebb anyagot használnak. „Az üléseink fém csúszdáinak módosításával lecsökkentettük azok hosszát, és így a tömegét, miközben megnöveltük a vezető számára elérhető beállítási löketet. Ez utóbbi tizenöt évvel ezelőtt 200-ról 210 mm-re nőtt 240-ről 260 mm-re ”- magyarázza Christophe Aufrère, a Faurecia berendezésgyártó technológiai stratégiai igazgatója.

Számos acélminőség áll rendelkezésre

A gépjárműipar, amelynek hosszú gyakorlata van az optimalizálással, az alkatrész vastagságának csökkentése csak a felhasznált anyag jellemzőinek növelésével történhet. Így a járműszerkezet területén a 300–350 megapascál (MPa) rugalmassági határértékű bélyegzőacélokat fokozatosan felváltják a 400–700 MPa magas rugalmassági határértékű (HLE) acélok, majd a nagyon nagy rugalmasságú acélok határ (THLE) 800–1000 MPa, vagy akár ultra-magas rugalmassági határ (UHLE) 1300–1500 MPa. "Ezeknek a nagy szilárdságú acéloknak a részesedése az autószerkezetekben ma 20% körül mozog, 2020-ban 30% -ra, 2025-ben pedig több mint 40% -ra kell növekedniük, különösen azért, mert ezeket a fejlesztéseket semleges költséggel hajtják végre a gyártók számára" - becslések Jean-Luc Thirion, az ArcelorMittal autóipari kutatás-fejlesztési igazgatója.

Olyan acélgyártók által vezérelt fejlesztés, amelyek továbbra is azon dolgoznak, hogy növeljék termékeik rugalmassági határát azáltal, hogy kijátszják az adalékanyagok (mangán, szilícium, króm) relatív tartalmát, amelyek kevesebb, mint 1% -át teszik ki. A 2000 MPa jelet ezért két éven belül át kellett lépni, és három-négy éven belül járműveken kellett alkalmazni. Az ajánlatnak az ötévente a portfólió 25% -ának megsokszorozása és megújítása lehetővé teszi az acélgyártók számára, hogy több mint harminc acélminőséget kínáljanak a gyártóknak, még akkor is, ha az utóbbiak termelésük ésszerűsítése érdekében csak néhány.

Acélgyártók és kivitelezőrs munkaegyütt

A felhasznált acél jellegének ez a változása már körülbelül ötven kiló megtakarítást tett lehetővé a jármű szerkezetén. Valójában az autó szerkezeti acél alkatrészeinek egyharmada részesült már ilyen kezelésben. De sok erőfeszítést igényelt. Szükség volt az alkatrészek kialakításának és a gyártási eszközöknek (lásd felmérésünket a 30. oldalon), valamint a hegesztési technikáknak a kiigazítására. Például a ponthegesztés során az elektródának hegesztés után néhány másodperccel tovább kell melegítenie az alkatrészeket, hogy a helyi temperálás érdekében elkerülhető legyen az anyag elaprózódása. És a lézeres hegesztés, amely pontosabb és kevésbé hőre agresszív az anyag számára, gyorsan fejlődik.

Az acélok fejlődésének másik útja az acélgyártók és az autógyártók közös fejlesztése. Ez a helyzet például a „lézerhegesztett oldalakkal”, amelyek lapos, üres, különböző színű és vastagságú acéldarabokat csoportosítanak lézerrel hegesztve. „Ezt a hibrid oldalfalat egy menetben bélyegzik, így a megfelelő tulajdonságok a megfelelő helyre kerülnek. Megkezdtük ezeket az ajtókat elválasztó középső lábakra vonatkozó közös fejlesztéseket, és most a Hondával azon dolgozunk, hogy kifejlesszünk egy négy darabból álló „ajtógyűrűt” Acura modelljéhez, ami 20% -os csökkenést eredményez ”- mondja Jean- Luc Thirion.

Az utolsó kar, amelyen a gyártók felléphetnek járműveik könnyítése érdekében, a felhasznált anyagok sűrűségének csökkentése. Még ha azonnal a kompozitokra is gondolunk, itt is a fémek mondják el a véleményüket. És elsősorban alumínium. Ez, háromszor kevésbé sűrű, mint az acél, már nagyon jelen van a hajtásláncban (a motorok 75% -a) és a csúcskategóriás járművek talajához való kapcsolódásában. Bizonyos modellek (motorháztető, szárny, ajtólap, tető) karosszériájába kezd bejutni, ahol az acélhoz képest körülbelül 35% -os tömegmegtakarítást tesz lehetővé. Másrészt a nagyon megterhelt szerkezeti alkatrészek esetében kevésbé érdekes, mert a tömegmegtakarítás csak 10% nagyságrendű, az acél ára háromszorosáért.

Az összetett forradalom

Míg az acélról az alumíniumra való áttérés csak adaptáció kérdése, mivel a tervezési, méretezési, gyártási és összeszerelési folyamatok viszonylag hasonlóak, az acélból a kompozitokba való áttérés a szerkezeti részek számára valódi forradalmat jelent minden területen. Annak ellenére, hogy az autóipar régóta alkalmazza a rövid szálakkal megerősített műanyag alkatrészeket, például a legfeljebb 30% súlygyarapodású hátsó ajtókat, a hosszú szálú kompozitokból még mindig hiányoznak a pontos méretező eszközök. Ezenkívül az anyag és az alakítási folyamat drága, a termelési ráta túl alacsony, és hatalmas ipari beruházásokat kell végrehajtani.

Egyes részek azonban kezdik alkalmazni őket, például a PSA hátsó padlói 40% -os tömeggyarapodás mellett. Tüntetőket is gyártottak. Így egy lengőkart terveztek a PSA, a Cetim, az Onera és a PME Compose együttműködésével. Ennek a résznek az első prototípusát hőre formált szénszálakkal megerősített és összehegesztett hőre lágyuló műanyag lemezekből készítették, amely 50% -os tömeggyarapodást tesz lehetővé. Hasonlóképpen, a PSA és a DuPont együttműködéséből származó kompozit ajtóerősítések lehetővé tették az alkatrész 40% -os könnyítését, és a Cetim és a Momentive gyártmányú lengéscsillapítók 66% -os csökkenést mutatnak.

Még akkor is, ha a teljes karosszérián várható tömeggyarapodás 45% -os, azaz 160 kg-os nagyságrendű, ez csak egy középkategóriás kis jármű esetében engedi meg a 14 g/km CO2-nyereséget, az út még mindig jóval korábban lesz megérkezve a teljesen összetett autóhoz. A fémek ezért meglehetősen jól ellenállnak !

JÁRMŰVEK KIVILÁGÍTÁSÁNAK TÖRTÉNELMÉNYEK

Az S-in motion projekt számos innovatív koncepciót ötvöz az autó acélszerkezetének megkönnyítése és merevségének javítása érdekében, a biztonság veszélyeztetése nélkül. (Fedezze fel őket a képre kattintva)