Technologie

Plasty v autech aneb K čemu slouží podrážedlo

16 července 2015  

Stejně jako plechy, jimž jsme se věnovali nedávno, mají své místo na autech i plasty. Kde všude je najdeme a co obnáší jejich „zapojení do hry“, jsme se byli zeptat konstruktéra společnosti Swell Břetislava Mánka.

Role plastů v automobilové hře je čím dál tím výraznější a rozsáhlejší. Jistě, všichni se s plastovými díly v autech setkáváme, hlavně v interiéru. Jenže ony prostupují našimi automobily v takové míře, že to málokdo tuší.

„Já mám ve Swellu na starosti přední části vozu, tedy plastové i plechové díly. Bavíme-li se o plastech, moje díly jsou ty, které nejsou vidět. Tím hlavním je část auta, které se říká front-end. Po plastových náraznících je to třetí největší díl na voze a největší funkční díl vůbec. Front-end drží chladiče, které jsou v něm upevněny, a pak je front-end pomocí plechové výztuhy nárazníku upevněn k platformě vozu. Na front-end dosedají také světlomety a nárazník,“ uvádí nás Břetislav do svého světa.

Nejdůležitější na tomto prvku je, že má na sobě zámek přední kapoty. Zámek je namáhán (tahem i tlakem) celou kapotou a front-end to musí celé udržet, protože se do něj skrz zámek přenáší veškeré síly. „Tím pádem se tenhle díl intenzivně testuje, musí toho hodně vydržet. Je to totiž náhrada za plechové díly, které se místo něj používaly dřív,“ vysvětluje.

Plasty začaly do aut pronikat už někdy ve čtyřicátých letech minulého století, významnější to začalo být v letech sedmdesátých. Tehdy byl jejich podíl v celém autě asi šest procent, což představovalo asi 66 kilogramů. Dnešní auta mají asi patnáctiprocentní zastoupení plastů, to je zhruba 220 kilogramů.

„S plasty se v autech setkáváme všude. Jednak jsou to ty plasty mechanické, pak ale také designové, které vidíme zvenčí. Výhoda je, že oproti kovu jsou výrazně lehčí a tedy i levnější. A auto spotřebovává méně benzínu – každých 100 ‚shozených‘ kilogramů znamená asi o čtyři deci benzínu na sto kilometrů méně,“ popisuje Břetislav.

V poslední době plasty pronikají také například do pátých dveří. „Už na to jsou studie a my už také začínáme vyvíjet pilotní projekty,“ říká.

Bakelitový FordTrabanty a jejich bakelitové karosérie si jistě pamatujeme všichni. Ale věděli jste, že dokonce i Henry Ford si v roce 1942 nechal patentovat karosérii z plastu? K výrobě nikdy ale nedošlo – na vině byla finanční náročnost, blížící se válka a údajně i silná lobby chemického giganta DuPont.

Pět tisíc newtonů

Zpátky k front-endu. Hraje velkou roli, jak bylo řečeno, mimo jiné nese zámek kapoty. Musí proto vydržet stejné zatížení jako jeho plechový předchůdce. „Pět tisíc pět set newtonů v tahu. A nově jsou stejné požadavky i na tlak. Když je kapota za jízdy pootevřená (drží pouze za ‘třmen’, který je na kapotě, a na bezpečnostní pojistce, která je z toho důvodů v zámku), vzniká vlivem náporu vzduchu tahová síla, která se přenáší na zámek. Ten, jak víme, drží ve front-endu, a nesmí se z něj vytrhnout. Proto jsou na tyto tahové zkoušky kladeny opravdu vysoké nároky,“ vysvětluje Břetislav a pokračuje: „Plasty jsou křehké a ve vedru naopak měkké, jak všichni víme. Díly se proto zkoušejí ve velkém rozmezí teplot, kdy musí vydržet to, co plech. Testuje se při plus 65 stupních stejně jako v mínus deseti a vždy musí těch 5500 newtonů udržet.“

Dělají se také nárazové zkoušky, simulují se nárazy v čtyřkilometrové rychlosti a front-end to opět musí přestát v absolutním zdraví.

Sklo v plastu

Tyhle plasty v sobě mají příměs skla: zkouší se polypropylen a polyamid s určitým procentem skelných vláken. Zvyšuje to tuhost, na druhou stranu roste i křehkost. „Je to taková alchymie. Konkrétně ve front-endu je od třiceti do šedesáti procent skla, většinou se pohybujeme někde uprostřed. Čím víc skla, tím je díl dražší, a také se tím víc při výrobě odírají formy. To jsou podstatné náklady, ty formy jsou obrovské a nesmírně drahé,“ vysvětluje Břetislav.

„Další výhodou plastů je vstřikování celé série. Dnes máme moderní 3D tisk, který se v automobilovém průmyslu používá zatím jen na prototypy nebo ještě spíš na první konstrukci vozů, protože je drahý. A jak se při 3D tisku kladou jednotlivé vrstvy, není ani pěkný povrch konečného dílu. Kvůli ceně nejde 3D tisk použít v sériové výrobě. Vstřikování je tedy nadále jedinou naší volbou,“ vypráví.

Na druhou stranu pomocí 3D tisku se dají vyrobit mnohem pevnější díly, jelikož není třeba klást důraz na vstřikovací směry. To je jeden z velkých problémů při konstrukci plastových dílů – formy jsou stále složitější a dražší a jejich výrobci se vyhýbají tomu mít hodně vstřikovacích směrů. „My konstruktéři pak máme nůž na krku, co si můžeme dovolit. Vymyslíme třeba nějaké žebro nebo otvor, na které by měl být nový vstřikovací směr. Jenže výrobce to často zamítne a my pak musíme vymýšlet nové řešení – samozřejmě bez použití toho nového vstřikovacího směru,“ popisuje Břetislav trampoty konstruktérů.

Konkrétně na front-endu je osm až deset vstřikovacích směrů, je to velikánský díl, váží asi tři kilogramy.

Hliník se stěhuje…

Plasty už na mnoha místech nahradily i hliník. Tváření hliníku je složité a vlastnosti plastů už jsou na takové úrovni, že hliník začínají vytlačovat. Spotřeba energie při výrobě plastových dílů je velmi nízká. Základní ocel potřebuje 1350 až 1400 stupňů Celsia, hliník 658 a plastům stačí 200 až 400 stupňů, aby se tavily a mohly být vstříknuty do formy.

Na autě dále najdeme takzvané dvoukomponentní plasty, které se používají například na vedení vzduchu k chladičům. Tyhle díly se skládají z části z tvrdšího plastu, který je levnější, a z měkčeného plastu, jenž vypadá jako guma – a tím právě dosedají na nárazník a další vnitřní součásti. Je měkčí, tedy poddajnější, a dobře tak například dotěsňuje spáry.

Z plastů se dále dělají podběhy kol, hlavně ty přední. „Vzadu bývá plast také, ale je měkčený a tváří se spíš jako textilie. Podběhy, které jsou většinou z polypropylenu (PP) nebo polyetylenu (PE), vedle mechanických zkoušek procházejí také chemickými testy odolnosti – jak si poradí s vodou, sluncem nebo zimními posypy,“ vysvětluje Břetislav, co všechno musí plasty vydržet.

„Zajímavý plastový díl je podrážedlo,“ uzavírá naše povídání. „Je za nárazníkem, zvenku ho vidíme jako spodní spojler, nebo tomu tak aspoň říkáme. Jeho funkce je ale úplně jiná. Je tam schovaný ještě další plastový díl – někdy i plechový, plast je ale častější –, který má za úkol skutečně podrazit nohy člověku při kolizi. Jde o to, aby tělo bylo co nejdříve vrženo na kapotu, která má další tlumicí účinek. Je to vlastně ochrana chodců. Důraz se klade na to, aby tento díl nebyl moc tvrdý a nohy chodce příliš nepoškodil, ale zase to musí něco vydržet,“ uzavírá Břetislav naše povídání trochu drastickou zajímavostí, kterou ale dost možná mnoho lidí nezná.

, , , , ,



Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Anti SPAM *

Buďme v kontaktu

Sledujte VVAutomotive na síti LinkedIn a na Facebooku – buďte v kontaktu s profesionály z oboru. Odebírejte aktuální informace a rozšiřte komunitu odborníků.

LinkedIn Facebook