Одержимість схудненням

Якщо одним із факторів є прорив нових матеріалів у автомобілі, це зменшення ваги. З широким спектром рішень, починаючи від заміщення частин до переробки конструкції з незмінним матеріалом. У першому випадку це програми, що виділяють алюмінієві, магнієві, композиційні структури. У другій частині знайдені нові процеси (нові для автомобіля), такі як гідроформування.

зменшення ваги

Ця остання тема є предметом проекту "3D-структури", який проводить дослідницький центр Fiat. Він запропонував гідроформувати - це вода під тиском, яка надає форму - на подвійній листовій сталевій конструкції. Тут ми отримуємо еквівалентну механічну поведінку, але з меншим вмістом матеріалу.

Багато роботи над магнієм

Програма досягла своєї початкової мети - зменшення ваги на 10% - на 30% завдяки використанню алюмінієвих сплавів. Одночасно Volvo змогла розробити процес кінематичного згинання - структурні трубчасті компоненти - як частину проектів Hydrotube та Hydrosheet.

В автомобільній промисловості недостатньо того, щоб матеріали за своєю суттю були кращими. Процеси також повинні бути ідеально охарактеризовані та відтворювані, а це вимагає розробки програмного забезпечення для моделювання. Це центральна тема проекту 3DS, зосереджена на ливарному виробництві алюмінію та високоміцних сталей, зокрема прогнозуванні утворення дефектів. Моделювання лиття з алюмінію є перспективною темою, яка також є в центрі проекту Ideal (Інтегровані шляхи розробки оптимізованого алюмінієвого корпусу) під керівництвом Фіата. Цей проект, який закінчується у 2005 році, розробляє цифрові моделі в масштабі мікроструктур речовини і продовжує оцінювати такі інноваційні методи обробки, як процес LHIP (рідинне гаряче ізостатичне пресування).

Якщо магній повільно робить рішучий прорив, незважаючи на свою легкість (на 36% легший, ніж алюміній), це частково тому, що його стійкість до корозії та стирання все ще створює проблеми. Перспективний шлях - нанокомпозитні покриття - в основі програми NanoMag, яка, зокрема, характеризує фарби на основі вуглецевих нанотрубок або дуже тонкий шар каталізу (нанокаталіз).

Формування магнію за допомогою гідростатичної екструзії (олія під тиском) є предметом проекту Magextrusco, яким керує Audi. Цей процес, який підходить для формування алюмінієвих трубок, щонайменше в п'ять разів повільніший у випадку магнію через крихкість металу до сил тертя. Наразі це виключає його використання. Зараз цей процес видається економічно надійним, оскільки швидкість отримання екструзії магнію була доведена до 100 м/хв.

Подумайте вище про субпідряд

Що стосується магнію, цього разу для розвитку його використання в деталях двигуна програма MG-Engine сформулювала нові сплави для поліпшення його поведінки при високих температурах. І зменшення, принаймні на папері, ваги двигуна на 27% - порівняно з алюмінієвою технологією.

Перш за все, магній породив дуже амбіційну програму MG-Chassis (2001-2005), яка об'єднала Fiat, Opel, DaimlerChrysler та Volkswagen. Opel та Fiat розробили демонстраційні частини в області двигуна. Volkswagen зосередився на компонентах трансмісії. Останній випадок призведе до економії ваги на 30% порівняно з алюмінієм.

Зниження споживання вимагає нових трибологічних обробок рухомих частин, поршнів та інших деталей редуктора. Є можливість для прогресу в обробці поверхні, щоб ще більше зменшити тертя. Наприклад, проект Nanocoat для вакуумного осадження нанометричних шарів. Отримано зменшене тертя порядку 10%.

Композиційні конструкції на основі вуглецю підходять не для всіх приміщень. Справді, попередньо просочене текстильне полотно з вуглецевого волокна не може відповідати надмірно складним викривленням через складки, які вони створюють. І в цій галузі ще є певний шлях від емпіризму до детермінованих розрахунків моделювання. Крім того, зіставлення дуже віддалених сімейств матеріалів все ще передбачає велику роботу над методами склеювання та фіксації.

Інша проблема полягає в тому, що руйнуючі інновації вимагають нових підрядних структур. У випадку з композитними структурами на основі вуглецю нелегко отримати підрядників з аеронавтики, знайомих з цими технологіями, для адаптації до обмежень автомобіля. Цей промисловий вимір було враховано в ряді програм, пов’язаних з виробниками обладнання, таких як швейцарський Alcan Airex, фахівець з пінопласту, що працює, зокрема, на залізниці, або французький Sotira (армовані смоли для автоспорту).

У главі про довкілля проект "Хроматекс" стосувався процесів заміни шестивалентного хрому - канцерогену - тривалентним хромом. Франція, Бельгія, Іспанія та Швеція були пов'язані з нею, поряд із SATS (союз покривних компаній). Тут ми говоримо не про хромоване покриття, а про пасиваційні обробки проти корозії та зчеплення фарби. Багато аспектів, роз'яснених у рамках FP5, продовжуватиметься і в FP6, зокрема у розділі "Супер легкий автомобіль".

Відсоток поточних проектів за участю Франції в рамках РП5: 60% у автомобілях та матеріалах

Лиття складних конструктивних деталей з вуглецевого волокна на високій швидкості - Отримання освітлених сталевих конструкцій за допомогою гідроформування - Нанометричні вакуумні відкладення для рухомих деталей - Інтелектуальні засоби цифрового моделювання для композитних конструкцій кузова, а також для ливарного виробництва - Формування, нові сплави та обробка поверхонь деталей з магнію - Використання високоефективних сталей

Ви читаєте статтю про промисловість і технології № 0859