Zadaj pytanie
Branża automotive, Tworzywa, Pianki z tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne w budowie samochodów – rozwój technologii i perspektywy

11 listopada 2021

Choć może trudno w to uwierzyć, tworzywa sztuczne i samochody są wynalazkami tej samej epoki, czyli XIX wieku. Dziś znajdują coraz szersze zastosowanie w budowie nowoczesnych samochodów. W tym kontekście często są nazywane materiałami przyszłości, ze względu na swój niewielki ciężar, wytrzymałość i łatwą formowalność. Nowoczesne tworzywa sztuczne oferują jednak o wiele więcej zalet.

Tworzywa sztuczne towarzyszyły branży automotive już od samego początku. Najstarsze tworzywo termoplastyczne, czyli celuloid, wynaleziono w 1855 roku, a zaledwie trzydzieści lat później powstał pierwszy pojazd uważany za samochód, czyli Patentwagen Nr 1 Carla Benza. Pierwszej próby zbudowania samochodu w całości wykonanego z plastiku dokonał Henry Ford już w 1941 roku, co było podyktowane reglamentacją stali w okresie wojny. O masowym zastosowaniu tworzyw można jednak mówić od produkcji modelu Ford T w 1951 roku.

Dziś szacuje się, że statystyczny pojazd zawiera od 40 do 100 kg różnego rodzaju części z tworzyw sztucznych, które stanowią zaledwie 10% jego ciężaru. Wraz z dynamicznym postępem w technologiach przetwórstwa tworzyw sztucznych wciąż zwiększa się zakres ich zastosowań w nowoczesnych konstrukcjach pojazdów, a projektanci i konstruktorzy zyskują coraz więcej możliwości, dzięki doskonałej jakości i optymalnym parametrom produkowanych z nich części samochodowych.

Lekkie części samochodowe z tworzyw sztucznych  

Wypełnienie zderzaka z EPP.
Wypełnienie zderzaka z EPP.

Stopniowe zastępowanie metalowych komponentów częściami samochodowymi z tworzyw sztucznych było od zawsze podyktowane potrzebą obniżenia masy pojazdów i poprawienia ich osiągów. Tworzywa cechują się mniejszą gęstością niż stal, a jednocześnie oferują coraz lepsze właściwości związane z wytrzymałością mechaniczną i trwałością. Początkowo tworzywa sztuczne w samochodach były stosowane głównie do wykończenia wnętrz. Dziś służą także do produkcji zewnętrznych części samochodowych tradycyjnie zarezerwowanych dla blachy karoseryjnej i stali, jak drzwi, błotniki, maski, a nawet zderzaki. Nic w tym dziwnego – według szacunków ACC amerykańskie samochody przejeżdżają na jednym litrze benzyny o około 1,5 kilometra więcej niż gdyby w ogóle nie stosowano w nich tworzyw sztucznych. Większe zasięgi przy niższym zapotrzebowaniu na energię to kluczowa korzyść zwłaszcza dla segmentu samochodów elektrycznych.

Dziś w samochodach używane są coraz nowszej generacji rodzaje tworzyw sztucznych. Na przykład tradycyjne wypełnienia foteli i zagłówków samochodowych z pianki poliuretanowej są zastępowane dużo lżejszym i trwalszym spienionym polipropylenem (EPP), który dodatkowo jest materiałem odnawialnym, a więc lepiej odpowiadającym współczesnym trendom w motoryzacji.

Nowe rodzaje tworzyw sztucznych w samochodach 

Jednym z powodów, dla których części z tworzyw sztucznych mają coraz większy udział w budowie nowoczesnych samochodów, jest dynamiczny rozwój technologii ich przetwórstwa. Tworzywa stosowane w samochodach mogą uzyskiwać wciąż nowe właściwości i dzięki temu doskonale odpowiadają szybko zmieniającym się potrzebom przemysłu automotive. Jako przykład można podać choćby kwestie bezpieczeństwa, o których mówi się obecnie głównie w kontekście aktywnych systemów. W ślad za coraz bardziej rozbudowaną elektroniką musi jednak podążać odpowiednio wytrzymała budowa pojazdów i zastosowanie nowych materiałów, które lepiej chronią nie tylko pasażerów, lecz także wrażliwe elementy inteligentnych systemów. 

Spieniony polipropylen nie tylko doskonale pochłania wszelkiego rodzaju wstrząsy i uderzenia, lecz także skutecznie izoluje termicznie przewody i komponenty elektroniczne. Dzięki specjalnym dodatkom może uzyskać odporność na ogień i temperaturę do 140°C, co potwierdzono w testach UL 94. Co więcej, jest już teraz z powodzeniem używany np. do produkcji baterii do samochodów elektrycznych ze względu na odporność na przebicia, a także możliwość nadania mu właściwości antystatycznych. Specjalistyczne części z tego tworzywa sztucznego mogą mieć również zwiększoną odporność na wstrząsy czy zmęczenie mechaniczne. Dzięki temu tak dobrze sprawdzają się np. w bagażnikach samochodów. 

Odnawialne tworzywa w samochodach obowiązującym trendem  

Jeszcze niegdyś wnętrza samochodów z segmentu premium odznaczały się ekskluzywnymi dodatkami z naturalnej skóry, lśniącego metalu czy drewna. Dziś to ekologia stała się wyznacznikiem luksusu. Dlatego w pojazdach wyższej klasy nie może zabraknąć elementów z materiałów w pełni odnawialnych, nie uszczuplających naturalnych zasobów i produkowanych w ekologicznych procesach. Ich zastosowanie przestaje już być wyjątkiem, a staje się regułą. W Europie wręcz zobowiązują do tego producentów dyrektywy unijne, które wciąż zwiększają wymagania związane z przydatnością pojazdów do recyklingu. Spieniony polipropylen EPP produkowany w zakładach Knauf Industries w pełni odpowiada tym wymaganiom, a przy tym daje projektantom szerokie możliwości indywidualnego kształtowania estetyki wnętrz samochodów wyższej klasy. 

To nowoczesne tworzywo sztuczne nadaje się do recyklingu w 100%, dzięki czemu może być wtórnie wykorzystane w kolejnych procesach produkcyjnych. Sam proces jego przetwórstwa metodą formowania ciśnieniowego nie generuje szkodliwych emisji do atmosfery, a potrzebna do wytworzenia pary woda procesowa krąży w obiegu zamkniętym. Co więcej, dzięki nowoczesnym technikom wizualizacji 3D, opcji zastosowania kolorowych granulek czy nanoszenia wyczuwalnych w dotyku tekstur części samochodowe z tworzyw sztucznych mogą uzyskać w pełni spersonalizowaną estetykę. Wszystko to sprawia, że materiał ten współtworzy przyszłość motoryzacji. 

Potrzebujesz wsparcia?

Zadaj pytanie.

    Kontakt

    Skontaktuj się z nami za pośrednictwem formularza.

    Twoja wiadomość zostanie przekazana do naszych ekspertów.