Автопром: Будущее рынка за автомобилями из полимеров

Курс на снижение выбросов углекислого газа в атмосферу, взятый в большинстве стран мира, коснулся не только предприятий энергетического сектора. По расчетам экспертов, более 60 процентов от общего объема эмиссии в "активе" транспортных средств, работающих на традиционном моторном топливе (бензин, солярка, природный газ).

Снизить его потребление, а вместе с тем и вредные выхлопы, можно, облегчив конструкцию ТС. Этим благополучно и занимаются предприятия мирового автопрома. Многие автовладельцы со стажем наверняка уже заметили, что толщина стали в кузовах машин становится все меньше. Но такой подход чреват снижением уровня безопасности водителя и пассажиров. Как же автомобилю "похудеть" без негативных последствий? Очень просто: заменить часть "железа" полимерными материалами - более воздушными по массе и не менее прочными.

Полиуретаны, поливинилхлориды, полипропилены, полиэтилены в чистом виде и в виде композиций, полимерные композитные материалы - стеклопластики, углепластики, органопластики и базальтопластики - все эти продукты органической химии в последнее время находят широкое применение в автопроме, в том числе в несущих и ходовых частях современных "ласточек". Эта тенденция характерна как для мировых, так и для российских брендов.

Так, один из лидеров европейского автопрома компания Scania, открывшая в 2012 году завод по сборке грузовиков в Шушарах, использует пластиковые детали для создания интерьера кабин и дизайнерских элементов экстерьера. "Из литого PPO/PS (оксид полисульфата + полистирол) изготовлены крылья, бамперы, защита двигателя, корпуса зеркал. Для навесных элементов кабины, которые не влияют на безопасность, используются стеклопластики. Из них изготовлены уголки капота, спойлеры и боковая защита.

На автобусах изготавливают переднюю и заднюю маску из стеклопластика, на модели Omni Express - панели боковины, - сообщил "РГ" специалист-консультант по техническим вопросам "Скания-Русь" Максим Левинсон. - Пластик, в отличие от металла, не подвержен коррозии и достаточно долговечен. Существуют некоторые сложности с его окраской, но они разрешаются".

"Композиты намного легче, чем металлы, а следовательно, дают экономию за счет снижения затрат на установку, а также облегчают работу и снижают расход топлива. К тому же жесткость композитов сравнима, а иногда и лучше, чем у стали и алюминия", - дополняет коллегу руководитель отдела маркетинга продукции "Ивеко Руссия" Николай Лебедев. Композиты, утверждает эксперт, являются отличными термоизоляторами и демонстрируют отличную стабильность формы. Они не становятся хрупкими на морозе, а при ДТП легко возвращают свою форму.

Композиты позволяют значительно снизить массу автомобиля и оптимизировать процесс его производства

"Также хотелось бы отметить их устойчивость к широкому спектру химических веществ и дорожных реагентов, - подчеркнул Лебедев. Новейшие методы производства панелей позволяют окрашивать детали сразу после выемки из формы и без подготовки к окраске. Композиты позволяют разрабатывать универсальные легкие конструкции, благодаря чему возможно снизить массу автомобиля и оптимизировать процесс производства".

Один из таких проектов - мини-вэн, созданный компаниями Advanced Composites Group Ltd. (ACG) и Emerald Automotive. Главным преимуществом от использования композитов разработчики называют снижение потребления топлива и выбросов - до 80 процентов по сравнению с аналогами.

Не дремлют и отечественные автопроизводители. Как сообщили в Группе ГАЗ, полимерные детали широко применяются для изготовления деталей интерьера кабины, бачков и термостойких патрубков систем двигателя и сцепления, вентилятора и клапанной крышки двигателя, корпусов зеркал и фонарей, солнцезащитных козырьков, трубопроводов тормозной системы и сцепления, крыльев и брызговиков, рассеивателей и корпуса приборов.

В оперении автомобиля нового поколения "Урал NEXT", производство которого началось в 2015 году, применены современные литьевые полимеры, имеющие высокие механические свойства и обеспечивающие технологичность производства - полиамид (PA) и полидициклопентадиен (PDCPD). Пластики в основном российского производства. На организованном автозаводом "Урал" прошлым летом тест-драйве в условиях, максимально приближенных к реальным, его участники помимо прочего испытывали полимерный капот грузовика на прочность. Ударяли по нему тяжелыми молотками по несколько десятков раз, при этом ни малейшего следа деформации на капоте не возникло.

Но если производители грузовых авто рассматривают полностью композитную кабину только как перспективу, то легковой "пластмассовый" автомобиль уже сконструирован!

Через 15-20 лет, уверены эксперты, полимерные легковые авто начнут доминировать на рынке новых автомобилей

Это сити-кар Mirrow Provocator российской фирмы Mirrowcars. Причем, как признался "РГ" основатель компании Александр Малышев, работа над этим авто изначально не имела цели использовать в его кузове полимеры. Такое решение пришло позже, как желание снизить вес кузова.

И кардинальное отличие от современных полимерных элементов кузова автомобилей (крыльев и т.п.) заключается в том, что в "Провокаторе" полимеры могут использоваться не только во внешних элементах, но и в силовом каркасе, что практически невозможно в обычных кузовах.

"Эта возможность появилась благодаря тому, что кузов представляет силовую ферму с большим числом коротких силовых элементов. И в ходе работы стало понятно, что далеко не все эти элементы должны быть из металла. Если в определенных местах вместо силовой балки из металла использовать комбинированный сэндвич из металла и полимеров, а в некоторых - только из полимеров, мы не проиграем в жесткости кузова, но выиграем в снижении веса и в более эффективном распределении энергии удара при аварии, - сообщил Малышев. - В итоге, по моим оценкам, доля полимеров в кузове "Провокатора" сегодня около 50 процентов. При этом чем выше деталь от земли, тем доля полимеров выше. Думаю, что через 10-15 лет после начала серийного производства таких машин доля полимеров в их кузовах вырастет до 75-80 процентов. А при доле полимеров в кузове более 75 процентов автомобиль уже можно считать пластиковым, а не металлическим".

Через 5-7 лет, считает Александр Малышев, автопром ждут большие изменения. Химические предприятия станут поставлять заводам готовые полимерные кузова, а конкретный производитель будет ставить туда собственные агрегаты, наклеивать логотип и продавать в своих салонах.

"Думаю, что через 15-20 лет полимерные легковые авто начнут доминировать на рынке новых автомобилей. Причинами для бурного роста этого сегмента могут являться меньшая себестоимость производства кузовов и снижение цен на нефтяном рынке, что должно стимулировать компании нефтехимии на развитие новых рынков сбыта. И автопром может стать здесь одним из основных потребителей", - подчеркнул эксперт.

Сегодня нельзя не упомянуть и о роли полимерных материалов в интерьере автомобиля, ведь водители все больше значения придают индивидуальным и персонализированным элементам интерьера.

Под этим подразумеваются приятное освещение, гладкие бесшовные соединения, прозрачные, цветные или декорированные поверхности. Поэтому производители полимерного сырья в сотрудничестве с автопроизводителями работают над комплексными концепциями материалов для отделки автоинтерьера.

"Сегодня в моде расширенная функциональность и информационно-развлекательные возможности - все это в идеальном исполнении и с дорогостоящим внешним видом", - отмечает Александр Широков, специалист по автомобильной промышленности в бизнес-подразделении по производству поликарбонатов российского представительства Covestro, компании, которая разработала комплексную концепцию экономически выгодного дизайна на основе поликарбоната, который полностью удовлетворяет этим требованиям. Один из примеров - инновационные дисплеи с однородной трехмерной поверхностью, но в то же время с четким изображением и высокой яркостью. Это стало возможным благодаря технологии обратной проекции, когда источник света за пленкой превращает ее в подсвеченный экран. Специально для этого была разработана поликарбонатная пленка Makrofol™ RP (RP - аббревиатура от Rückprojektion - "обратная проекция". - Ред.). "Эта технология знаменует собой совершенно новый тип информирования водителя: на дисплее будет отражаться только то, что он сам выберет", - объясняет Александр Широков. В выключенном состоянии дисплей выглядит как элегантная черная матовая поверхность. Водителя не отвлекают внутренние детали и другие эффекты.

Можно привести множество примеров других идей, среди которых - использование подсветки в декоративных премиум-элементах, например с натуральным шпоном, или тонкое легкое сиденье с разнообразными вариантами декора на основе недавно разработанной панели из поликарбонатной композитной смеси.

"Для автопрома выгодно как многообразие вариантов дизайна, так и экономически эффективное производство деталей", - резюмирует эксперт.

Ну и, конечно, не будем забывать о таком важном применении в автопроме пенополиуретана (в обиходе - поролон), как наполнителя автомобильных сидений. С содроганием вспомним продавленные "пятой точкой" водителя и пассажиров за долгие годы эксплуатации кресла в отечественных автомобилях выпуска середины прошлого века. И порадуемся за современные модели автосидений, сохраняющих изначальную форму десятилетиями благодаря прогрессу в химической отрасли и обеспечивающих шоферу комфорт даже в самой дальней дороге.