Jiří Samler

Technologie

Válcovat, táhnout, svařit

30 června 2015  

Auta hubnou. Je to dáno především požadavky na snižování spotřeby a emisí. Po letech nafukování přichází doba dietní, což ale vůbec neznamená, že vozy by byly křehčí nebo méně bezpečné. A kde se redukuje nejvíc? Tam, kde jsou plechy.

O nejnovějších trendech v oblasti automobilové „plechařiny“ jsme si povídali s Jiřím Samlerem, specialistou numerických simulací z hořické společnosti Swell.

„Nejde jen o materiály samotné, ale také o technologie. Současným požadavkům na nižší spotřebu a emise CO2 se nejlépe vyhoví snížením hmotnosti auta – a první na ráně je samozřejmě karoserie. Právě to je má práce,“ začíná Jiří Samler povídání o plechu v autech a pokračuje: „Řeší se to různými koncepcemi stavby karoserií. U nižších tříd aut se stále nejvíc držíme oceli. Sice jde o ocel vyšších pevnostních tříd, ale pořád to jsou ocelové plechy.“

Hořčík je prozatím luxus

U středních a vyšších tříd se potom začínají stále víc zapojovat i další materiály, většinou jde o hliník – ve formě samostatných hliníkových dílů z plechů nebo z extrudovaných profilů. „V těch nejdražších vozech najdeme smíšené konstrukce, je tam vysokopevnostní ocel, hliník, další neželezné kovy, jako hořčík nebo titan, i kompozitní materiály,“ vysvětluje Samler.

Ocel za posledních pětadvacet let udělala obrovský pokrok, a to i přesto, že tehdy se to zdálo jako naprosto vyčerpaná oblast bez prostoru pro inovace. Lidé ale jako vždy dokázali najít nové technologie výroby a následného zpracování. „Za tu dobu vzniklo zhruba třicet procent nových ocelí, které se dnes velmi aktivně využívají. „Kromě starších typů, jako byly hlubokotažné oceli, se dnes využívají různé typy vysokopevnostních ocelí. Jsou to oceli dvoufázové nebo takzvané komplexfáze, kde je fází víc. Využívají se rovněž martenzitické oceli s pevností nad 1 000 MPa nebo speciální typy ocelí, které se nazývají TRIP, případně TWIP. Vše ale samozřejmě záleží na ekonomice – jestli se to v těch autech zaplatí,“ vypráví Samler.

V těch nejběžnějších autech se dnes využívá asi třetina hlubokotažných plechů, z těch jsou vyrobené především díly na povrchu, které zvenčí vidíme. Na platformě a klobouku pak najdeme vysokopevnostní varianty – ty tvoří také zhruba třicet procent. Patnáct až dvacet procent tvoří ultra vysokopevnostní a speciální oceli.

Jiří Samler doplňuje: „Zapomenout nesmíme na oceli, které se tvářejí za tepla, což je jedna z moderních technologií. Ty se uplatňují víc a víc, ve střední třídě jejich zastoupení činí asi pětinu.“

Podstatné je také jak

Jak bylo řečeno na začátku, velkou roli hraje kromě druhu materiálu také technologie jeho zpracování. Dnes už je v sériové výrobě standardem flexibilní válcování. „To znamená, že z jednoho svitku dokážeme vyrobit různé tloušťky tím, že se mění mezery na válcovací stolici. Lze tedy vytvořit svitek, který má ve svém průběhu různé tloušťky. Viděl jsem i díly, které měly pět různých tlouštěk,“ popisuje.

Další velmi moderní technologií je laserové svařování. Jeho největší výhoda je, že se mohou svařovat plechy různých jakostí a různých tlouštěk – to opět skrývá potenciál ke snižování hmotnosti v autech.

Za tepla je dobré pro nárazy

A co už zmiňovaná technologie lisování za tepla? „To se využívá hlavně pro dobré vlastnosti během nárazů. Stále větší požadavky na bezpečnost aut jdou vlastně proti snaze shazovat kila. Musíme tedy hledat způsoby, jak udělat auto lehčí a zároveň tužší.“

Popsané technologie lze s výhodou kombinovat. Není výjimkou, že plech je vytvořený flexibilním válcováním a pak se ještě tváří za tepla. „Tohle jsou všechno věci, které jsme si ještě před deseti patnácti lety v sériové výrobě ani neuměli představit,“ dodává Samler.

A pokračuje u prototypové výroby: „Tady jsme za poslední roky zaznamenali velký posun – pokud se staví modely, které se nepoužívají k nárazovým testům, ale třeba pro ověřování montážních celků a další zkoušky, využívá se dnes už běžně 3D tisk kovů. Říká se tomu DMLS. Tyto díly se zastavějí do větších celků. Výhodou je to, že není potřeba vyrábět lisovací nářadí.“

Stále víc se při stavění karoserií využívají i speciální hliníkové profily. Ty v dnešní době jejich dodavatelé už dokonce vyvíjejí přímo na míru jednotlivým modelům aut. „Někdy se těmito konstrukcemi nahrazují segmenty svařené z lisovaných dílů nebo i z těch z vysokopevnostních ocelí. Jde třeba o výztuhy nárazníků a dveří nebo nosiče motoru,“ doplňuje Samler.

Zatím jsou tyto prvky hodně drahé, a tak je najdeme jen u luxusnějších aut, ale vývoj jde kupředu a lze očekávat jejich větší a větší rozšiřování. Jiří Samler naše povídání o plechu uzavírá právě takovým dotykem budoucnosti, který hořický Swell už teď zažívá: „I my se s těmito strukturami už celkem běžně setkáváme, spolupracujeme třeba na vývoji technologie tváření hliníkových profilů pro stavby prototypů.“

, , ,



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