Из чего сделаны современные машины Современный автопром, как и авиастроение, без алюминия и алюминиевых сплавов далеко не уедет и не взлетит.
Да, треть мирового потребления алюминия приходится на автомобильную промышленность, в Германии этот показатель достигает половины. Любовь немцев к алюминию имеет давнюю историю. Они еще на излете 19 века успели построить первый автомобиль с полностью алюминиевым корпусом, а в 1901-м Карл Бенц представил алюминиевый двигатель. Но настоящий алюминиевый век в автопроме наступил в 90-х.
В 1994 году - первый в мире серийный автомобиль с алюминиевым кузовом – Audi А8.
Затем культовый пикап марки – Ford F-150 – получил полностью алюминиевый кузов. Он и сейчас делается из алюминия. Или Дефендер нового поколения - его новая архитектура D7x от Land Rover построена на базе легкой полностью алюминиевой монококовой конструкции.
Используя различные сочетания сплавов и технологии отливки, инженеры сделали алюминий прочнее стали.
Алюминий имеет ряд явных преимуществ: соотношение веса к прочности у него в два раза больше, чем у стали, так что детали из него могут быть толще, без прибавки в весе, или тоньше – без потери прочности. Металл устойчив к коррозии, так что о проблеме ржавчины можно забыть. Алюминиевые детали не сваривают между собой, их скрепляют при помощи специального конструкционного клея и заклепок – как в авиастроении. Конструкция получается очень прочной.
Тesla использует машины для литья алюминия под давлением. В этих машинах применяется впрыск расплавленного алюминия в литейную форму с холодной камерой. Как только деталь затвердевает, её удаляют, а роботы очищают камеру для следующего литья.
Giga Press компании Tesla может производить до 45 отливок в час. Однако изготовление крупных деталей имеет недостаток. Поскольку большие секции кузова изготавливаются из цельного куска, любое повреждение детали при аварии может потребовать дорогостоящей замены всей секции автомобиля. Но на Тесле считают , что решили эту проблему, разработав систему, которая позволяет заменять отдельные части большой литой секции без необходимости замены всей секции.
О ремонте деталей из алюминия, об аргоновой сварке, о цене и видах работ
Необязательно устраивать техосмотр вашей машине, чтобы понять, где в ней присутствует крылатый металл. Об этом сегодня знает и школьник. Кузов, капот, двери, бамперы, рама, крышка головки блока цилиндров, сам блок, радиатор, корпус коробки передач, колесные диски, элементы подвески, электропроводка, топливный бак, декор в интерьере... – этот список деталей, узлов и агрегатов, которые делаются из алюминия, едва ли не бесконечен.
Причем есть в автомобилестроении направления, предполагающие применение именно и только алюминия. Например, в двигателестроении без алюминиевых поршней
точно не обойтись.
«Судите сами: форсирование мотора по оборотам увеличивает инерционные нагрузки, компенсировать которые может только легкий алюминиевый поршень. Применение же стального поршня вызвано необходимостью повышения удельной мощности и, как следствие, температуры поверхности поршня. Но переход на стальной поршень подразумевает использование более тяжелых элементов кривошипно- шатунного механизма и существенно снижает динамические характеристики двигателя, да и приводит к необходимости разрабатывать принципиально новый ДВС. Альтернативой может быть биметаллический поршень или использование керамической теплоизоляции на алюминиевом поршне. Также большая перспектива у современных технологических методов, например, селективное лазерное спекание, которое позволяет получать градиентные материалы с алюминием в основе.
Допустим, такие когда-то важнейшие характеристики автомобиля, как мощность
и крутящий момент двигателя, сегодня отходят на второй план, но безопасность транспортного средства никогда не потеряет актуальность. Краш-тесты и компьютерное моделирование показывают, что алюминий «гасит» удар в два раза эффективнее, чем сталь. Деформации в алюминиевом кузове локализуются в компактных зонах, не давая сминаться другим частям кузова. За этими сухими выкладками чьи-то сохраненные жизни и здоровье.
Активному использованию алюминия в автопроме способствует и растущий в мире запрос на снижение выбросов углекислоты и рациональное потребление топлива. Сократить выбросы и расход горючего позволяет применение крылатого металла.
Ожидается, что к 2030 году глобальный рынок электротранспортных средств достигнет 50% от общего объема продажи автомобилей (сейчас этот показатель составляет 8%). Переход на электромобили означает, что материалы, из которых они сделаны, тоже должны быть экологически безопасными. Алюминий – ключевой металл для таких транспортных средств. Причем речь именно о низкоуглеродном алюминии. «Производство электрокаров со значительно более низким уровнем выбросов, в которых используется алюминий с высоким углеродным следом, не имеет никакого смысла. В этом случае низкоуглеродные материалы являются идеальным решением.
Любопытно, что падение спроса на авто в странах Евросоюза достигло 70%, то запрос на электрокары сократился всего на 29%.
Какое будущее у алюминия в автомобилестроении? О каких технологиях обработки металла и новых сферах его применения говорят эксперты?
Наряду с классическим литьем и литьем под большим давлением в автопроме начинают использовать детали, полученные необычным способом. Так, некоторые конструктивные элементы уже изготавливают методом горячего прессования мелкого алюминиевого порошка.
В части применимости в автопроме у алюминия обширные перспективы. Проектов
и уже реальных разработок множество. Взять, скажем, бионическую концепцию автомобиля со «скелетом» из алюминия, изготовленным на 3D-принтере. Как вам такое? «Алюминий будет применяться для производства бионических рам с пористой структурой. Такие рамы подойдут для автомобилей разных типов и классов – для родстера, купе, пикапа и не только...»