Producenci samochodów i precyzyjnych części nieustannie poszukują nowych i skuteczniejszych materiałów, aby udoskonalić specyfikacje i wydajność swoich produktów. Producenci samochodów są szczególnie zainteresowani wykorzystaniem innowacyjnych substancji w swoich pojazdach, co prowadzi ich do eksperymentowania z różnymi rodzajami stali i stopów aluminium.
Na przykład Ford i General Motors wbudowały te elementy w swoje pojazdy, aby zmniejszyć ich całkowitą masę oraz zapewnić wytrzymałość i trwałość, donosi Design News. GM zmniejszył masę podwozia Chevroleta Corvette o 99 funtów, przechodząc na aluminium, podczas gdy Ford zmniejszył całkowitą masę F-150 o około 700 funtów, dzięki połączeniu stali o wysokiej wytrzymałości i stopów aluminium.
„Każdy producent samochodów musi to zrobić” – powiedział źródłu Bart DePompolo, kierownik ds. marketingu technicznego w branży motoryzacyjnej w US Steel Corp. „Rozważają każdą opcję, każdy materiał”.
Według agencji informacyjnej na potrzebę zaawansowanych materiałów do produkcji samochodów wpływa szereg czynników, w tym polityka korporacyjna dotycząca średniej oszczędności paliwa. Normy te wymagają od producentów samochodów osiągnięcia średniej wydajności paliwowej na poziomie 54,5 do 2025 r. dla wszystkich maszyn produkowanych w przedsiębiorstwie.
Niższe, bardziej wytrzymałe substancje mogą przyczynić się do poprawy oszczędności paliwa, co czyni je atrakcyjnymi opcjami spełniania wymogów rządowych. Zmniejszona masa tych materiałów powoduje mniejsze obciążenie silników, co z kolei wymaga mniejszego zużycia energii.
Bardziej rygorystyczne normy zderzeniowe są również jednym z czynników skłaniających do stosowania zaawansowanych stali i stopów aluminium. Zasady te wymagają integracji wyjątkowo mocnych substancji w niektórych elementach samochodowych, takich jak tablice kabin.
„Niektóre z najbardziej wytrzymałych stali są używane w słupkach dachowych i progach, gdzie trzeba radzić sobie z dużą energią zderzenia” – powiedział źródłu Tom Wilkinson, rzecznik Chevroleta. „Następnie przechodzisz na nieco tańszą stal w miejscach, w których nie potrzebujesz aż tak dużej wytrzymałości”.
Trudności projektowe
Jednak wykorzystanie tych materiałów stwarza wyzwania dla inżynierów, którzy zmagają się z kompromisami kosztów i efektywności. Kompromisy te są pogłębiane przez fakt, że wiele projektów produkcji samochodów jest inicjowanych na lata przed wprowadzeniem pojazdów na rynek.
Projektanci muszą odkryć sposoby na integrację nowych materiałów z produkcją samochodów i wytwarzanie samych substancji, według źródła. Potrzebują również czasu na współpracę z dystrybutorami w celu tworzenia stopów aluminium i stali.
„Mówi się, że 50 procent stali w dzisiejszych samochodach nie istniało 10 lat temu” — powiedział DePompolo. „To pokazuje, jak szybko to wszystko się zmienia”.
Co więcej, materiały te mogą być szczególnie drogie, stanowiąc nawet 1000 dolarów ceny wielu nowych pojazdów, twierdzi serwis informacyjny. W odpowiedzi na wyższe koszty, GM w wielu przypadkach wybrał stal zamiast aluminium. W związku z tym inżynierowie i producenci muszą znaleźć metody na zrównoważenie skuteczności i kosztów tych zaawansowanych substancji.
