Trochę teorii na rzecz praktyki
Zastosowanie tworzyw sztucznych w pojazdach samochodowych
1. Wstęp
Materiały wykorzystywane w budowie współczesnego samochodu osobowego to:
metale żelazne, które stanowią ok. 68% zastosowanych materiałów, materiały i kompozyty
polimerowe  12%, metale nieżelazne (aluminium, cynk, miedz
, magnez)  9 %, guma  4%,
szkło  3% i inne materiały (np. tekstylia). Tak znaczny zakres wykorzystania tworzyw
w budowie samochodu wynika z możliwości kształtowania z nich estetycznych elementów,
wpływających na wzrost komfortu i bezpieczeństwa w trakcie użytkowania pojazdu,
a ponadto przyczyniają się do obniżania kosztów produkcji.
Tworzywo sztuczne to jedno z najbardziej innowacyjnych materiałów stosowanych
w budowie samochodów. Struktura wykorzystania materiałów w budowie samochodu
zmieniała się na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat. Tendencje do budowania
samochodów coraz bardziej komfortowych, bezpiecznych, lżejszych, a co za tym idzie -
bardziej ekonomicznych podczas użytkowania spowodowały znaczący wzrost wykorzystania
materiałów polimerowych w przemyśle motoryzacyjnym. Obecnie w produkowanych
samochodach stosowanych jest ponad 700 części wykonanych z tworzyw sztucznych, średni
ich udział masowy wynosi ok. 10%.
Udział masowy tworzyw sztucznych w pojazdach samochodowych
wg Association of plastics manufacturers in Europe1
1
y
ródło: www.oiler.com.pl/ogolne/gospodarka/porady/gospodarka/tworzywa/tworzywa.htm
12
Trochę teorii na rzecz praktyki
W przemyśle motoryzacyjnym zużywa się ok. 7% całkowitej produkcji tworzyw
sztucznych, to o ok. 114% więcej niż 20 lat temu. Różne materiały polimerowe znajdują
zastosowanie w ponad 1000. elementów samochodu. Są stosowane zarówno do produkcji
dużych elementów, tj. desek rozdzielczych i zbiorników paliwa, jak i małych, np. klamek,
obudów lusterek. Spośród wykorzystywanych tworzyw w samochodzie dominują poliuretany
(15%), polichlorek winylu, polipropylen i akrylonitryl/butadien/styren (każdy po 12%),
pozostałe to poliamid, polietyleny, poliwęglan i inne.
Wykorzystanie tworzyw sztucznych na przestrzeni lat wg Rynek Tworzyw 2006. Statystyki i zestawienia2
Produkowane z tworzyw części samochodowe to także: błotniki, zderzaki, pokrywa
komory silnika, spoilery, kraty wlotu powietrza, listwy czy wzmocnienia czołowe.
Właściwości tworzyw sztucznych, dzięki którym ich wykorzystanie do produkcji
części samochodowych rośnie, to m.in.:
- przystępna cena,
- znaczne zmniejszenie masy zastosowanych części,
- łatwość i dowolność kształtowania,
- wpływ na poprawienie współczynnika oporu powietrza cx,
- odporność na działanie czynników atmosferycznych,
- dobre tłumienie drgań i hałasu,
- wysokie pochłanianie energii podczas wypadku,
- zmienne właściwości elektryczne (od przewodników do izolatorów).
2
z
ródło: www.tworzywa.com.pl/statystyki_zestawienia/statystyki
13
Trochę teorii na rzecz praktyki
2. Rodzaje tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne stosowane w pojazdach samochodowych można podzielić na trzy grupy:
- termoplasty (plastomery), czyli tworzywa, które po podgrzaniu stają się miękkie i dają się
łatwo formować, natomiast po ochłodzeniu twardnieją przyjmując nowa formę;
uszkodzone elementy można naprawiać metodami: spawania lub klejenia przy użyciu
klejów poliuretanowych,
- duroplasty (tworzywa termo- lub chemoutwardzalne), czyli takie które nie topią się i nie
rozpuszczają w wysokich temperaturach; są to tworzywa twarde ale jednocześnie kruche
i łamliwe przy uderzeniu; najbardziej znanym duroplastem jest bakelit,
- elastomery, które mają właściwości podobne do kauczuku (mają gumową elastyczność,
również w podwyższonych temperaturach); stosowane są głownie do produkcji:
uszczelek, nakładek zderzaków czy spoilerów.
3. Rozpoznawanie tworzyw sztucznych3
Do ważnych zagadnień przy wykorzystywaniu tworzyw sztucznych należą sposoby
ich rozpoznawania.
Jeżeli np. wrzucimy kawałek tworzywa sztucznego do naczynia z wodą, to:
- tworzywo termoplastyczne półsztywne lub elastomer będzie pływało po powierzchni,
- tworzywo termoplastyczne twarde lub duroplastyczne opadnie na dno.
Inna metoda rozpoznawania rodzaju tworzywa, to szlifowanie powierzchni:
- tworzywo termoplastyczne topi się,
- duroplast lub elastomer będzie się palił.
Wszystkie części wykonane z tworzyw sztucznych są oznaczone tak, aby przed ich
naprawą, utylizacją czy recyklingiem można było dokładnie określić rodzaj surowca z jakiego
zostały wykonane.
Przykładowe oznaczenie i objaśnienie poszczególnych symboli tworzywa sztucznego:
PA 6 GF 10
PA 6  głównym składnikiem tworzywa sztucznego jest poliamid odmiana 6,
G  litera na tej pozycji określa rodzaj wypełniacza (G  szkło, C  węgiel, T  talk),
F  litera na tej pozycji określa stan fizyczny wypełniacza (F  włókno, GW  tkanina,
M  mata),
10  liczba określa procentową zwartość wypełniacza ( 10 =10%).
3
 Technologia naprawy elementów z tworzyw sztucznych mgr inż. Wiesław Wielgołaski Poradnik Serwisowy
Nr 2/2006. Wydawnictwo: INSTALATOR POLSKI
14
Trochę teorii na rzecz praktyki
Skróty oznaczające rodzaje tworzyw sztucznych stosowanych w motoryzacji są następujące:
Skrót Nazwa tworzywa Przykłady wykonanych części
Osłony rozrządu silnika, obudowy
ABS Akrylnitril  butadien-styren
lusterek
PP Polipropylen Zderzaki, obudowy lusterek, spoilery
Polipropylenetylen-Propylen  Zderzaki, obudowy lusterek, spoilery,
PP/EPDM
Dien. Kopolimer listwy osłony ozdobne kół jezdnych
PA Poliamid Osłony ozdobne kół jezdnych
PS Polistyren Korpusy, spoilery
Korpusy, spoilery, obudowy lusterek,
PC Poliwęglan
kraty wlotu powietrza, szkła reflektorów
Polister nienasycony Spoilery, osłony progów, poszycie
UP GF (GFK)
wzmocniony włóknem szklanym zewnętrzne elementów nadwozia
PUR Poliuteran Spoilery, zderzaki
PUR - miękki Miękka gąbka poliuteranowa Spoilery tylne, wykładziny
PPO Politlenek fenylu Błotniki, części poszycia zewnętrznego
Poliuretan (Politereftalan
PBT Części poszycia zewnętrznego
butylenu)
Korzyści wynikające ze stosowania tworzyw sztucznych w budowie pojazdów
samochodowych, polegające - między innymi - na niskiej cenie i łatwej wymianie elementów
spowodowały, że zmalało dotychczasowe zainteresowanie odpowiednimi technologiami naprawczymi.
Andrzej A
aziński
Krzysztof Pacholski
15