تکنولوژی مواد چگونه به صنعت خودرو کمک می کند؟

استفاده از مواد مدرن همچون فولادهای استحکام بالا و آلومینیوم در ساخت اتومبيل تا حد امكان باعث سبك‌تر شدن آن، افزايش سرعت و قدرت آن و همچنين افزايش قابل ملاحظه ايمني خودرو كه با جان سرنشين ارتباط دارد، شده است. به‌علاوه تحقيق و توسعه در زمينه مواد سبك وزن براي كاهش هزينه، افزايش قابليت بازيافت، فراهم نمودن يكپارچگي و صرفه اقتصادي سوخت خودروها ضروري است.

خودرو از مواد مختلفی از جمله: آهن، آلومينيوم، فولاد، شيشه، لاستيك، محصولات نفتي، مس و … ساخته شده است. اين مواد در دهه‌هاي اخير به‌طور چشمگيري در راستاي افزايش قابليت ساخت، ايمني، پيچيدگي و سرآمدي، توسعه يافته‌ و به‌واسطه تكنولوژي‌هاي نوظهور در ساليان اخير صنعت اتومبيل را متحول ساخته‌اند.

ازاین‌رو شناسایی مواد مناسب و انتخاب درست آن‌ها باتوجه به الزامات طراحی، جزئی از وظایف خطیر علم و مهندسی مواد است. گروه مواد شرکت جتکو تلاش داشته تا در سال‌های فعالیت خود، پروژه‌های متعددی را در زمینه مهندسی معکوس و استخراج فلسفه طراحی و انتخاب مواد خودروهای روز دنیا انجام داده تا بتواند در جهت طراحی و انتخاب مواد برای خودروهای جدید گروه صنعتی ایران‌خودرو گام بردارد.

 

شکل ۱- مواد مختلف بكار رفته در ساخت خودرو.

 علاوه‌بر انتخاب مواد مناسب، بهره‌گیری از تکنولوژی‌های مدرن در فرآیند ساخت قطعات نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از بروزترین این تکنولوژی‌ها فرآیند هات‌استمپ(۱) (پرس داغ) در ساخت قطعات فوق استحکام بالا (حدود MPa2000) است. امروزه بسیاری از شرکت‌های خودروسازی دنیا در کشورهای مختلف، از این تکنولوژی در صنعت خودرو بهره می‎برند. استفاده از قطعات هات‌استمپ شده در خودرو باعث افزایش ایمنی خودرو به میزان ۵-۴ برابر و سبک‌سازی وزن خودرو به‌طور چشمگیری خواهد شد. گروه مواد شرکت جتکو در سال‌های اخیر تحقیقات متعددی را در راستای شناخت نکات فنی، ویژگی‌ها و الزامات این فرآیند انجام داده و باتوجه به امکان‌سنجی‌های انجام‌شده، هم اکنون توانایی آن را دارد تا با استفاده از دانش متخصصان، استفاده از روش‌های شبیه‌سازی و سرمایه‌گذاری لازم، این دانش را بومی‌سازی نماید.

علاوه‌بر کاربرد مهندسی مواد در طراحی خودرو، از این علم می‌توان در زمینه‌های دیگر نیز بهره برد. تکنولوژی در صنعت خودروسازی این روزها پای خود را فراتر از تجهیزات و سیستم‌هایی از جمله گیربکس پیشرفته، دنده اتوماتیک و حجم موتور بالا گذاشته است. یکی از آیتم‌های مهم که مورد توجه خریداران خودرو بوده و امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته، ظاهر خودرو می‌باشد. اهمیت این موضوع منجر به استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای تولید رنگ‌هایی با قابلیت‌های بیشتر اعم از رنگ‌های آب‌گریز، خود تمیز شونده و ضد خش گردیده است. از این رو مواد کمک فرآیندی نیز باید از تکنولوژی روز برخوردار باشند. بدنه فلزی خودرو به منظور مقاومت شیمیایی و ایجاد ظاهری جذاب، پوشش‌دهی و رنگ آمیزی می‌شود. به طور مرسوم لایه‌های پوشش داده شده روی سطح فلزی بدنه شامل پوشش گالوانیزه، پوشش فسفاته روی، پوشش محافظ الکترواستاتیک، آستر(ایجاد برهمکنش مناسب بین لایه زیرین و لایه رنگ)، رنگ بدنه خودرو(حاوی رنگدانه‌هایی است که رنگ ظاهری را تعیین می‌کند) و لایه محافظ شفاف (جهت ایجاد براقیت و محافظت از لایه رنگ خودرو) است.

 

شکل ۲: لایه‌های مختلف پوشش و رنگ بدنه خودرو.

یکی از موادی که در فرآیند رنگ آمیزی بدنه در کارخانه‌های تولیدی خودرو کابرد دارد؛ ماده پولیش است که جهت پرداخت سطح استفاده می‌شود. از این ماده به‌منظور تعمير و تکميل نهايي بدنه خودروها (سبک و سنگين) در سالن‌هاي پولیش‌کاري جهت رفع عيوبي که در فرآيند رنگ‌آميزي بدنه (مانند ذرات گرد و غبار، سنباده‌زني دستي/ صيقل دادن) ايجاد شده، استفاده مي‌شود. عدم انجام صحيح آخرين مرحله پرداخت منجر به ايجاد انواع عيوبی همچون ایجاد هاله روی رنگ و باقی‌ماندن اثرات سنباده‌زنی قبل از آن شده که در نهايت سبب ظاهر نامناسب رنگ مي‌شود.

ضخامت لایه شفاف در خودروهای متفاوت حدود ۳۰-۱۰ میکرومتر است. در صورتی‌که به دلیل عوامل محیطی خط و خش‌هایی بر سطح این لایه ایجاد شود، با استفاده از مواد ساینده لایه‌ای نازک از سطح برداشته می‌شود تا صافی مورد نظر ایجاد شده و سطح براق گردد. در صورتیکه لایه شفاف از بین برود، سطح جلای خود را از دست داده و مات به نظر می‌رسد. به همین منظور ضخامت لایه‌ای از سطح که طی فرآیند پولیش‌کاری ساییده می‌شود باید بسیار کم باشد. به همین منظور استفاده از نانوذرات کمک می‌کند تا میزان سایش سطح در حد چند نانومتر انجام شود.

يكي از محصولاتي كه با بهره‌گيري از فناوري نانو در شرکت جتکو مورد تحقیق و توسعه قرار گرفته است، پوليش بدنه خودرو می‌باشد. در این محصول با استفاده از مواد ساینده آلومینا با ساختارهای نانومتری، ماده پولیش با کارآیی عالی و بی‌رقیب در داخل کشور تولید شده است.

پانوشت

[۱] Hot stamp