Почему кузова массовых автомобилей не делают из пластика

Почему всё-таки металл

Кузов Ford Mustang./ Фото: pinterest.com

Стандартным материалом для изготовления кузова был и остаётся металл, и, скорее всего, в ближайшем обозримом будущем в этом плане никаких изменений не будет. Причём производители будут использовать всем привычную сталь, а никак не алюминий и прочие лёгкие и продвинутые сплавы. На самом деле, металл для изготовления кузовных панелей стали использовать исключительно из-за его прочности: так была хоть какая-то гарантия, что машина не развалится от нагрузки или от случайного удара. Конечно, это не значит, что никто не пробовал сделать машину из чего-то ещё: основным материалом для изготовления первых автомобилей вообще было дерево. Причины для его выбора были очень простыми: дерево дешёвое и его проще всего обрабатывать. Вот только конструкция оказалась недостаточно прочной, поэтому впоследствии его заменили металлом. Так и повелось, что кузов изготавливают из листовой стали. Это был самый доступный металл, проблем с его получением не было, а цена всегда была минимальной.

Эра пластмасс

Пластмассовые детали./ Фото: avito.st

На самом деле, пластмасса – это далеко не современное изобретение. Первый полимер получили в лабораторных условиях ещё в 1855 году, а до серийного производства изделий из пластика добрались в начале XIX века. Пластмасса оказалась почти идеальным материалом: она была очень долговечной, имела большую прочность в сочетании с высокой пластичностью, а также хорошо сопротивлялась химическому воздействию. Изделия из пластика хоть и не были вечными, но служили долго, особенно если их создатели тщательно подбирали состав пластмассы и добивались каких-нибудь особых свойств, например, повышенной износостойкости или прочности. В итоге из пластика стали делать всё подряд, даже детали автомобилей, но здесь всё оказалось не так просто.

Пластик в автомобилях

Композит на основе карбона./ Фото: laminarts.ru

Если речь заходила об изготовлении каких-нибудь ручек в салон, накладок и прочих деталей, которые не подвергаются большим нагрузкам, здесь использовались обычные термопластичные пластики. Их нагревали и придавали им нужную форму, но такие детали не отличались особой прочностью. К примеру, для кузова такая пластмасса не годилась, поэтому для этих целей создали специальные высокопрочные композиты. Фактически композит состоит из полимера и наполнителя, то есть из различных волокон и прочих мелких элементов. Их добавление позволяет менять свойства пластмассы, делать её более прочной и устойчивой к нагрузкам. Одним из самых первых и чрезвычайно полезных композитов стал стеклопластик.

Детали из стеклопластика./ Фото: foxbus.ru

Армированный волокном пластик становится чрезвычайно прочным и может выдерживать большие нагрузки, поэтому из него изготавливают даже летательные аппараты. Нет ничего удивительного, что стеклопластик также нашёл применение в автомобилестроении, из него-то как раз и делают кузова. Сам же процесс изготовления чрезвычайно интересный. Для начала макет кузова изготавливается из какого-нибудь материала, например, вырезается из пенопласта. После этого с готовой масштабной модели делается слепок, а потом этот самый слепок используется в качестве формы для создания стеклопластикового кузова. Поверхность формы покрывается слоями полимерной смолы и стекловолокна, а после того как всё это полимеризуется и застынет, получится композитная кузовная панель. Её аккуратно вынимают из формы, обрабатывают и используют для постройки кузова. Этот процесс довольно сложный и трудоёмкий, но позволяет избежать чрезвычайно тяжёлой работы по формованию металлического листа.

Кузов из карбона./ Фото: drive2.ru

Это старая технология, но она используется и сейчас для создания мелкосерийных суперкаров. Конечно, современные материалы несколько отличаются, да и вместо стекловолокна используют высокотехнологичный карбон (углеродное волокно). Сами по себе материалы чрезвычайно дорогие, кузов из них изготавливается не на конвейере, а исключительно вручную. Деталь за деталью. Итоговое изделие стоит просто баснословных денег, и это стало одной из причин, по которым все массовые автомобили имеют металлические кузова.

Битый суперкар./ Фото: vercity.ru

Впрочем, если бы дело касалось только стоимости чрезвычайно дорогого карбона, эту проблему наверняка уже давно бы решили, используя какое-нибудь более бюджетное волокно. Как оказалось, не все свойства композитов подходят для массового автомобилестроения. Одно из них – ремонтопригодность. Что делает водитель, когда он случайно въезжает в ствол дерева или в столб и при этом получает на кузове неприятного вида вмятину? Он едет в сервис и за не очень маленькую плату делает всё «как было». Хоть это и недёшево, но гораздо дешевле, чем менять, к примеру, крыло. С композитным кузовом это, к сожалению, не работает. Если к такому кузову приложить нагрузку, он будет деформироваться, поскольку обладает изрядной степенью упругости, но когда нагрузка возрастёт до критической, кузов не выдержит и лопнет. Поскольку кузовная панель состоит из полимеризованной смолы и волокон, её невозможно склеить, заварить или залатать. Неприглядного вида трещина – это приговор всей кузовной панели, то есть её придётся менять. И это будет очень дорого стоить.

Кузов Lamborghini Gallardo./ Фото: userapi.com

Конечно, есть и другие причины, по которым пластиковый (композитный) кузов не нашёл применения в массовых автомобилях. Пластик может выгорать на солнце, особенно если машина целыми днями стоит на открытом месте. Подобный кузов очень чувствителен к некоторым химическим веществам, он легко царапается и теряет внешний вид. Если бы производители всё-таки решились на выпуск своих машин с пластиковыми кузовами, многие водители бы точно перешли на велосипеды и общественный транспорт.

Сейчас пластиковыми кузовами награждают только очень дорогие автомобили, владельцы которых могут выложить за них весьма круглую сумму.