کاربردهای رایج پلاستیک های مهندسی اصلاح شده در خودروسازی چیست؟

پلاستیک های مهندسی اصلاح شده به مواد ضروری در تولید خودرو تبدیل شده‌اند، زیرا طیف وسیعی از مزایا از جمله دوام، کاهش وزن و افزایش عملکرد را ارائه می‌دهند. کاربرد آنها طیف وسیعی از اجزا را در داخل و خارج خودرو در بر می گیرد که ایمنی، کارایی و زیبایی کلی خودرو را بهبود می بخشد. این پلاستیک‌ها که معمولاً با پرکننده‌ها، تقویت‌کننده‌ها یا سایر مواد افزودنی اصلاح می‌شوند، در مقایسه با پلاستیک‌های استاندارد، خواص مکانیکی بالاتری دارند.

1. اجزای موتور

اجزای موتور جزء حیاتی ترین قطعات هر وسیله نقلیه هستند و مواد مورد استفاده در تولید آنها باید انعطاف پذیر، مقاوم در برابر حرارت و از نظر شیمیایی پایدار باشند. پلاستیک های مهندسی اصلاح شده، مانند پلی آمید (PA) ، پلی فنیلن سولفید (PPS) ، and پلی اترترکتون (PEEK) ، are widely used for parts like intake manifolds, timing belt pulleys, and engine covers. These plastics are capable of withstanding the extreme temperatures and pressures found in engine compartments.

PA اصلاح شده، به ویژه، استحکام و مقاومت بالایی در برابر سایش ارائه می دهد که آن را برای اجزای پر استرس ایده آل می کند. از سوی دیگر، PPS و PEEK مقاومت شیمیایی عالی را ارائه می‌کنند و می‌توانند در معرض قرار گرفتن در معرض روغن‌ها و سوخت‌ها که در محیط‌های موتور رایج هستند، مقابله کنند. با جایگزینی قطعات فلزی سنگین‌تر با جایگزین‌های پلاستیکی، سازندگان خودرو همچنین می‌توانند وزن کلی خودرو را کاهش دهند که منجر به بهره‌وری بهتر سوخت و آلایندگی کمتر می‌شود.

به عنوان مثال، استفاده از PA اصلاح شده در منیفولدهای ورودی باعث کاهش وزن قطعه تا 30 درصد می شود که تأثیر قابل توجهی بر مصرف سوخت در طول زمان دارد. علاوه بر این، این مواد همچنین خواص عالی میرایی نویز و ارتعاش را ارائه می دهند و عملکرد کلی موتور را بیشتر می کنند.

2. قطعات الکتریکی و الکترونیکی

با افزایش پیچیدگی سیستم های الکتریکی خودرو، سازندگان به موادی نیاز دارند که نه تنها عایق باشند، بلکه در برابر گرما، رطوبت و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) نیز مقاومت کنند. پلی فنیلن اکسید اصلاح شده (PPO) ، پلی کربنات اصلاح شده (PC) ، and پلی استر اصلاح شده معمولاً برای قطعاتی مانند کانکتورهای الکتریکی، سوئیچ ها و محفظه های حسگر استفاده می شود.

پلی کربنات، یک پلاستیک شفاف، اغلب در سیستم های روشنایی خودرو، از جمله چراغ های جلو، چراغ های عقب و لامپ های نشانگر استفاده می شود. نسخه‌های اصلاح‌شده آن طوری طراحی شده‌اند که در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاوم‌تر باشند، که به حفظ شفافیت نوری آن‌ها در طول زمان کمک می‌کند. علاوه بر روشنایی، PC و PPO اصلاح شده به طور گسترده در تولید حسگرها و کانکتورهای خودرو استفاده می شود که برای سیستم های ایمنی مانند کیسه هوا، تشخیص برخورد و ناوبری GPS بسیار مهم هستند.

توانایی این مواد در تحمل شرایط سخت و در عین حال حفظ خواص عایق الکتریکی آنها را برای قطعات الکتریکی و الکترونیکی در وسایل نقلیه مدرن ایده آل می کند. به عنوان مثال، سنسورهای خودرو که فشار تایر یا عملکرد موتور را کنترل می‌کنند به پلاستیک‌های اصلاح‌شده برای حفظ یکپارچگی و عملکرد خود حتی در شرایط سخت متکی هستند.

3. قطعات داخلی

فضای داخلی یک وسیله نقلیه شامل اجزای زیادی است که باید جذابیت زیبایی را با دوام بالا ترکیب کنند. ABS اصلاح شده (اکریلونیتریل بوتادین استایرن) ، پلی اورتان (PU) ، and پلی پروپیلن اصلاح شده (PP) در قطعاتی مانند داشبورد، پانل درها، کنسول ها و تزئینات استفاده می شود.

ABS اصلاح شده به دلیل مقاومت بالا در برابر ضربه و پرداخت سطح عالی یکی از پرکاربردترین پلاستیک ها در داخل خودروها است. در اجزای داشبورد، دسته‌های بازو و قطعات تزئینی که در معرض سایش و پارگی منظم هستند استفاده می‌شود. PU اصلاح شده اغلب برای بالشتک های صندلی، تکیه گاه دست و پانل های درب داخلی استفاده می شود. بسیار انعطاف پذیر و راحت است در حالی که در برابر ترک خوردگی نیز مقاوم است، که برای قطعاتی که تحت فشار و حرکت مداوم هستند ضروری است.

علاوه بر این، PP اصلاح شده معمولاً برای کاربردهای داخلی زیر هود استفاده می شود زیرا مقاومت و دوام بالایی در برابر حرارت ایجاد می کند. طبیعت سبک وزن آن برای بهبود مصرف سوخت مفید است. توانایی سفارشی‌سازی رنگ، بافت و پرداخت سطح این پلاستیک‌ها، آن‌ها را برای قطعات داخلی خودرو مناسب می‌کند و ظاهری تمیز و صیقلی ارائه می‌دهد که تجربه کلی کاربر را افزایش می‌دهد.

4. پانل های بدنه و قطعات ساختاری

نمای بیرونی یک وسیله نقلیه باید در برابر استرس های محیطی مختلف، از برخوردهای شدید گرفته تا شرایط آب و هوایی شدید مقاومت کند. پلاستیک های مهندسی اصلاح شده مانند پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه (PP) ، پلاستیک های تقویت شده با فیبر کربن ، and پلی آمید اصلاح شده اغلب برای پانل های بدنه، سپرها و گلگیرها استفاده می شود. این مواد به طور خاص به دلیل توانایی آنها در ترکیب خواص سبک وزن با استحکام استثنایی انتخاب شده اند.

استفاده از PP تقویت شده به کاهش قابل توجه وزن خودرو کمک می کند و به بهره وری بهتر سوخت و بهبود عملکرد کمک می کند. پلاستیک‌های تقویت‌شده با فیبر کربن، اگرچه گران‌تر هستند، اما نسبت‌های مقاومت به وزن بی‌نظیری را ارائه می‌کنند و به طور فزاینده‌ای در خودروهای لوکس و با کارایی بالا استفاده می‌شوند. در مورد ضربه گیرها و پانل های جانبی، پلاستیک های اصلاح شده مقاومت بسیار خوبی در برابر ضربه ایجاد می کنند و در صورت بروز حوادث جزئی نیاز به تعمیرات فلزی را کاهش می دهند.

این مواد علاوه بر استحکام، در برابر عوامل محیطی مانند اشعه ماوراء بنفش، رطوبت و مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم هستند. در نتیجه، پلاستیک‌های مهندسی اصلاح‌شده نه تنها برای بهبود یکپارچگی ساختاری خودرو، بلکه برای حفظ ظاهر بیرونی برای مدت طولانی‌تر، حتی در شرایط سخت، استفاده می‌شوند.

5. سیستم های سوخت

سیستم های سوخت در خودروها در معرض مواد شیمیایی تهاجمی، دما و فشار بالا هستند. بنابراین، مواد مورد استفاده باید دارای مقاومت شیمیایی بالا و پایداری ابعادی باشند. پلی آمید اصلاح شده (PA) و پلی پروپیلن اصلاح شده (PP) معمولاً در خطوط سوخت، مخازن و پمپ ها استفاده می شود. این پلاستیک‌ها در برابر سوخت و روغن‌هایی که در سیستم به گردش در می‌آیند مقاوم هستند و از تخریب در طول زمان جلوگیری می‌کنند.

مقاومت شیمیایی بالای این مواد تضمین می‌کند که اجزای سیستم سوخت، یکپارچگی ساختاری خود را حتی زمانی که در معرض سوخت‌ها و روغن‌های تهاجمی قرار می‌گیرند، حفظ می‌کنند. با استفاده از پلاستیک‌های مهندسی اصلاح‌شده در سیستم‌های سوخت، سازندگان می‌توانند وزن قطعات را کاهش دهند و به کارایی و عملکرد کلی سوخت خودرو کمک کنند. علاوه بر این، این پلاستیک‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که فشار داخل خطوط سوخت را تحمل می‌کنند و سیستم تحویل سوخت ایمن و قابل اطمینان را تضمین می‌کنند.

سوالات متداول

Q1: چه نوع پلاستیک های مهندسی اصلاح شده معمولاً در تولید خودرو استفاده می شود؟
A1: پلاستیک های مهندسی اصلاح شده رایج عبارتند از پلی آمید اصلاح شده (PA)، پلی کربنات (PC)، پلی پروپیلن (PP)، پلی اورتان (PU) و پلی فنیلن سولفید (PPS).

Q2: چرا پلاستیک های اصلاح شده بر فلزات در کاربردهای خودرو ترجیح داده می شوند؟
A2: پلاستیک های اصلاح شده سبک تر هستند، که به کاهش وزن خودرو و بهبود بهره وری سوخت کمک می کند. همچنین در برابر حرارت، مواد شیمیایی و ضربه مقاوم‌تر هستند و برای کاربردهای مختلف خودرو مناسب هستند.

Q3: چگونه پلاستیک های اصلاح شده راندمان سوخت را در وسایل نقلیه بهبود می بخشد؟
A3: با جایگزینی قطعات فلزی سنگین‌تر با جایگزین‌های پلاستیکی سبک‌وزن، پلاستیک‌های اصلاح‌شده به کاهش وزن کلی خودرو کمک می‌کنند که منجر به بهبود راندمان سوخت و کاهش آلاینده‌ها می‌شود.

Q4: آیا می توان پلاستیک های مهندسی اصلاح شده را بازیافت کرد؟
A4: بسیاری از پلاستیک های مهندسی اصلاح شده را می توان بازیافت کرد، اگرچه قابلیت بازیافت به نوع خاص پلاستیک و مواد افزودنی مورد استفاده در طی اصلاح بستگی دارد.

مراجع:

• "پلاستیک های خودرو در طراحی و ساخت" توسط J.D. Smith، مجله علوم مواد، 2020.
• "پلاستیک در کاربردهای خودرو: یک انقلاب مدرن" اثر H.M. کلارک، مهندسی پلاستیک، 2019.
• "پلاستیک مهندسی در کاربردهای خودرو" توسط اس. لی، بررسی مواد خودرو، 2021.