Unipetrol | Fuelling Innovations | Články

Automobilky vidí budoucnost v lehkých plastech

Podíl použití plastových dílů v automobilovém průmyslu roste. Automobilky si jsou vědomy veškerých výhod, které lehký a snadno obrobitelný materiál nabízí.

Car manufacturers see a future in lightweight plastics
přečtěte si více

Automobilový průmysl v posledních desetiletích urazil ohromnou vzdálenost a vytvořil mnoho technických zázraků. Komfortní sedadla vytváří dojem pohovky v obýváku a jízda v moderních vozech nevyžaduje přílišnou fyzickou námahu. K tomu samozřejmě patří i široká škála bezpečnostních asistentů, jejichž řídicí jednotky mnohdy reagují rychleji, než mozky řidičů. Ačkoliv výrobci po celém světě představují úžasné technologie každým rokem, jejich důležitým cílem je najít způsob, jakým dokáží snížit spotřebu paliva alespoň o další desetinu.

V návaznosti na to se snaží nové modely odlehčit, jak to jen jde. To má pozitivní dopad nejen na bezpečnost a ekologii, ale problematika se snaží šetřit i finance zákazníků. Technologickým hitem posledních let se staly plastové materiály vynikající lehkostí a tuhostí. Pokročilé materiály zahrnují plasty vyztužené uhlíkovými vlákny.

Dokážete si tipnout, z jaké části jsou současné automobily vyrobeny z plastových materiálů? Přibližně polovina všech použitých dílů je vyrobená z plastu! Na počátku výroby většiny plastových součástí automobilu stojí dvě základní suroviny - polyetylen a polypropylen.

Palivová nádrž a rozvody chlazení či ventilace se vyrábějí z polyetylenu, ostatní plastové součástí vozidla, jako např. nádoby provozních kapalin, podlahové koberce, polstrování interiéru, přístroje a ovladače, nosná konstrukce pedálů a přístrojové desky nebo absorbenty hluku a energie vděčí za svůj vznik polypropylenu. Včetně vnějších plastových dílů jako jsou světlomety, nárazníky či blatníky.

Přestože je v moderních autech použité velké množství plastů, v reálném světě tvoří pouhých 10 % z celkové hmotnosti vozidla. Plasty jsou totiž výrazně lehčí, než ostatní použité materiály. V následujících letech se však množství použitých plastových materiálů v motorových vozidlech zvýší.

Zatímco v roce 2014 plasty představovaly zhruba 200 kilogramů z celkové hmotnosti vozu, podle průmyslových analytiků IHS Chemical of Englewood z Colorada do roku 2020 stoupne hmotnost plastů až na 350 kilogramů, což je nárůst o 75 procent. Do roku 2030 by se pak měla tato hodnota ztrojnásobit. Důvodů pro takový krok je hned několik.

Nižší hmotnost

Tohle je zákon fyziky – lehčí auto potřebuje ke svému pohybu méně energie, což se projevuje i nižší náročností udržení konstantní rychlosti. Zároveň je spáleno i menší množství paliva. Vědci z oddělení energetiky v USA přišly s výsledkem studie, při níž bylo zjištěno, že snížením hmotnosti vozidla o 10 % klesne spotřeba paliva o 6 až 8 %. To má prospěch nejen pro zákazníka, ale i pro životní prostředí.

Používání plastů z uhlíkových vláken

V minulých letech bylo spojení plastů a uhlíkových vláken doménou lehkých závodních automobilů. V současnosti však materiál CFRP využívají konstruktéři i při návrzích běžných produkčních vozů. Tento uhlíkovými vlákny vyztužený plast hrál důležitou roli při vývoji supersportovního Fordu GT a v budoucnosti jej americký výrobce využije i při výrobě běžných modelů.

BMW využilo materiál CFRP pro snížení hmotnosti svých prvních elektromobilů, čímž kompenzovalo vysokou hmotnost vysokonapěťových lithium-iontových akumulátorů. Každý takto uspořený kilogram navýšil výsledný dojezd elektřinou poháněných automobilů.

Snížení emisí CO2

Silný tlak na ochranu životního prostřední je nevyhnutelný. Evropské směrnice o emisích uhlíků sniží povolené množství emisí oxidu uhličitého CO2 ze současné úrovně pod 130 g/km na 95 g/km v roce 2020. Očekává se, že rozsáhlejší použití plastů v konstrukci vozidel dopomůže výrobcům splnit tyto normy.

Plasty pomohou zajistit bezpečnost

Nejenže plasty a z nich vytvořené kompozity pomáhají odstranit zbytečné kilogramy, ale zároveň hrají klíčovou roli v pasivní bezpečnosti vozidel. Přední a zadní nárazníky vyrobené z plastů pohlcují kinetickou energii v případě nehody, což pomáhá minimalizovat míru nebezpečí pro posádku ve voze.

Pro případ převrácení automobilu jsou střechy naplněné pěnou, která pomáhá posílit strukturu střechy a zamezuje jejímu zhroucení. Palivové nádrže jsou vyrobené z jednodílných odlitků, což zamezuje jejich rozštěpení v případě nehody. Plastové palivové nádrže samozřejmě nemohou korodovat, což výrazně zvyšuje jejich životnost.

Použitím 3D technologie se vozidla stanou recyklovatelná

Výroba částí automobilů technologií 3D tisku už není vzdálenou budoucnosti. Tento výrobní model má mnoho výhod: je rychlý, výrobní technologie se může přizpůsobit přání zákazníka a může vést ke zlepšení udržitelnosti.

Velké automobilky již používají 3D tiskárny při výrobě prototypů, takže mohou nové modely představit na trhu dříve. Existují i společnosti, které mohou na 3D tiskárně vyrobit celé auto. Průkopnický přístup představila společnost Divergent3D, jejíž technologie NODE spojuje konstrukční materiály z uhlíkových vláken, z nichž může vzniknout průmyslový pevný podvozek, jen může být sestavený v pouhých několika minutách.