این روزها مسئله ی امنیت و مصرف بهینه ی انرژی تبدیل به میدانی برای جولان و رجزخوانی خودروسازها شده است و کاهش وزن جامع ترین ابزاری است که خودروسازها برای حل این مشکل به آن پناه برده اند. اما کامپوزیت ها کجای این داستان قرار دارند؟
برای پاسخ دادن به این سوال باید به ویژگی های جذابی بپردازیم که در مواد مرکب وجود دارد و به رغم هزینه های بالاتر، خودروسازان نمی توانند از آن به راحتی بگذرند. اما پیش از آن اجازه دهید اشاره ای به نقش شاسی در خودرو داشته باشیم که در واقع به عنوان استخوان بندی خودرو شناخته می شود.
شاسی چیست و چه نقشی در خودرو دارد؟
هرخودرو به طور کلی از سه بخش بدنه، پیشرانه و شاسی تشکیل شده است. شاسی عموما ساختاری مهندسی شده است که وظیفه دارد سایر بخش های خودرو مانند پیشرانه، بدنه، سیستم انتقال قدرت و سیستم تعلیق را بر روی پیکربندی خود سوار کند. با این حساب انتظار می رود که شاسی به عنوان اسکلت خودرو وظایف مهمی را بر دوش بکشد. یک شاسی خوب باید بتواند:
به چه موادی کامپوزیت می گوییم؟
مطابق با تعریف انجمن متالورژی آمریکا، کامپوزیت ها موادی مرکب از دو یا چند ماده ی مجزا هستند که سطح مشترک مشخصی بین آنها وجود دارد. کامپوزیت ها عموما از دو فاز زمینه و تقویت کننده، تشکیل می شوند. برای نمونه، فایبرگلاس کامپوزیتی با زمینه ی پلیمری است و تقویت شده با الیاف شیشه است که توسط الیاف شیشه تقویت شده است.
روش های تولید مواد کامپوزیتی
روش های دستی: روشی ساده برای قطعاتی ساده با تیراژهای پایین مانند شناورها و قایق ها.
روش Resin Transfer Molding: روشی با دقت و صافی سطح متوسط که با قالب گیری در یک قالب رزینی پوشش داده شده با پارچه ی فایبرگلاسی انجام می شود.
روش Sheet Molding Compound: روشی است که در آن مواد گرماسخت را با الیاف شیشه تقویت می کنند سپس تحت فشار و گرما قطعات را شکل می دهند.
روش Glass Matt Reinforced: روشی که در آن مواد گرمانرم را با پاچه ی فایبرگلاسی مسطح می کنند تا سپس تحت فشار شکل بگیرند.
روش Filament Winding: روشی که عمدتا برای قطعات خمیده و انحنادار مورد استفاده قرار می گیرد.
روش Bulk Molding Compound: روشی که درآن خمیر متشکل از پلیمر و فایبرگلاس تحت فشار قالب گیری می شود.
روش Long Fiber Thermoplastic: روشی که در آن مواد گرمانرم به همراه الیاف شیشه مخلوط می شوند و سپس تحت فشار شکل می گیرند.
استفاده از مواد کامپوزیتی در بدنه خودروها چه مزایایی برای آن ها ایجاد می کند؟
با توجه به مزیت هایی که برای مواد کامپوزیتی بیان شد، انتظار می رود استفاده از شاسی کامپوزیتی به جای استفاده از مواد فولادی کاری بهینه و عاقلانه به نظر برسد. این کار نه تنها بازدهی خودرو را به طور چشمگیری افزایش می دهد، بلکه ایمنی آن ها را نیز افزایش می دهد.
اما چرا استفاده از مواد مرکب در بدنه خودروها تا این حد به موضوعی مهم تبدیل شده است؟
بگذارید این مساله را با یک مثال ساده توضیح دهیم: با کاهش هر 10 درصد از وزن خودرو، حدود 5/5 درصد مصرف سوخت کاهش پیدا می کند.اما بدیهتا جایگزینی تکنولوژی جدید به جای روشی که تا پبش از این ده ها سال مورد استفاده قرار می گرفته، خالی از اشکال هم نیست.
شاید مهم ترین مشکلی که خودروسازان با آن مواجه هستند این است که هزینه ای که باید برای توسعه استفاده از مواد کامپوزیتی پرداخت کنند، بسیار هنگفت است. همین موضوع باعث می شود تا تغییر سیاست خودروسازان بزرگ در استفاده از مواد کامپوزیتی کمی با مشکل مواجه شود.کامپوزیت هایی که در خودرو مورد استفاده قرار می گیرند، برای دو نوع کاربری مختلف طراحی می شوند:
مصارف تزئینی: قطعاتی که بیشتر به منظور زیباسازی شکل ظاهری خودرو طراحی می شوند و استحکام و خواص مکانیکی چندان عالی ندارند. بیشتر این قطعات در داخل اتاق خودرو مشاهده می شوند.
مصارف باربری: هدف از طراحی این قطعات تحمل بار مکانیکی وارد بر خودرو است. بنابراین انتظار می رود که این کامپوزیت ها استحکام و خواص مکانیکی مناسبی داشته باشند. طراحی این کامپوزیت ها به گونه ای است که معمولا به صورت غیر ناگهانی می شکنند، اما پس از شکست لبه های تیزی ایجاد نمی کنند تا به سرنشینان آسیبی نرسد.
کامپوزیت های قابل بازیافت در فراخودروها (Hyper Cars)
مواد کامپوزیتی پیشرفته ای که برای استفاده در این وسایل نقلیه پیشنهاد شده اند، بسیار متفاوت از کامپوزیت های متداولی است که در مورد آن ها بحث کردیم. مساله اصلی که در تولید قطعات بدنه و شاسی کامپوزیتی مطرح است، بازیافت آن هاست و بازیافت آن ها نیز تأسیسات و امکانات جدیدی را می طلبد. وسایل نقلیه هایپرکار دو مزیت عمده نسبت به خودروهای رایج دارند:
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
