플라스틱 자동차를 언급하면 대부분의 사람들은 1960년대 유리 섬유 자동차에서 흔히 볼 수 있었던 새고 삐걱거리며 미친 차체를 생각합니다.
플라스틱이 사용되는 곳
플라스틱은 오늘날에도 여전히 좋지 않은 이미지를 가지고 있으며, 자동차 산업의 첨단 기술보다 어설픈 장난감과 더 많이 연결되어 있습니다. 그러나 플라스틱은 자동차 제조에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이는 주로 낮은 연료 소비와 더 큰 경제를 위한 무게 감소의 결과입니다.
수년 동안 문제는 플라스틱이 보강재 없이 사용할 수 있을 만큼 충분히 강하지 않다는 것이었습니다. 이제 단순한 플라스틱에서 더 복잡한 복합 재료가 사용되면서 장면이 바뀌고 있습니다. 이러한 신소재는 설계 및 제조 공정에 변화를 가져오지만 무엇보다도 더 큰 경제성을 제공합니다.
반응 사출 성형에서는 두 가지 유형의 액체 플라스틱이 동시에 사출됩니다. 이들은 화학적으로 반응하여 금형 내부에 단단하게 고정됩니다. 프로세스는 매우 빠르며 각 패널을 완료하는 데 약 90초밖에 걸리지 않습니다.
Reliant Scimitar SS1의 날개와 bqmper는 이러한 방식으로 만들어지지만, 유리 섬유 매트가 먼저 금형에 놓여지고 액체 플라스틱이 그 주위에 압착됩니다. 강화 반응 사출 성형(RRIM)은 고강도를 유지하면서 매우 유연하게 만들 수 있습니다.
유리 섬유 강화 폴리에스터를 나타내는 GRP로 더 정확하게 알려진 유리 섬유는 가벼움과 강도를 결합합니다. 무게 대비 무게, 유리 섬유는 강철보다 훨씬 강하므로 패널을 더 가볍게 만들 수 있습니다. 수년 동안 자동차 구조 부품에 사용되는 유일한 플라스틱 소재였으며 오늘날에도 여전히 널리 사용되고 있습니다.
유리 섬유 바디쉘에서 유리 섬유 매트는 폴리에스테르 또는 에폭시 수지 패널을 강화하는 데 사용됩니다. 결과 재료는 비교적 뻣뻣하지만 여전히 저속 노크를 견딜 수 있을 만큼 충분한 '주'가 있습니다. 1950년대에 제조업체들은 차체에 재료를 사용하기 시작했습니다. 유리 섬유 차체가 적용된 최초의 자동차는 1957년의 Chevrolet Corvette이지만 그 아래에는 여전히 기존의 강철 섀시를 사용하여 강도를 더했습니다.
이듬해 Lotus는 세계 최초의 전체 유리 섬유 모노코크인 오리지널 Elite를 출시했습니다. 강철 섀시가 없었고 엔진, 기어박스 및 서스펜션이 유리 섬유 쉘에 직접 볼트로 고정되었습니다. 현재 이 구조로 생산되는 자동차 중에는 BL Mini와 Metro에서 러닝 기어의 대부분을 차지하는 소량 전문 자동차인 Midas가 있습니다.
강철의 대안으로 유리 섬유 구조는 상당한 장점이 있습니다. 훨씬 두꺼운 부분의 구조가 가볍고 녹슬어 과거의 일이되었습니다 (금속에 볼트로 고정 된 경우 제외). 제조업체의 경우 일반적으로 대형 프레스가 필요하지 않기 때문에 철강으로 자동차를 구성하는 것보다 툴링 비용이 저렴합니다.
장점에도 불구하고 유리 섬유 자동차는 일반적으로 낮은 툴링 비용에 매료되는 소규모 제조업체에서만 생산됩니다. 대량 생산의 경우 실제로 실행 가능한 제안이 없었습니다. 각 신체 부위가 몇 시간 동안 경화되어야 하기 때문에 제조 속도가 상대적으로 느립니다. 반면 철강 자동차 차체 제조는 훨씬 더 많은 투자와 개발의 이점을 얻었습니다.
유리 섬유의 초창기부터 플라스틱 및 기타 복합 재료의 사용은 훨씬 더 빠른 제조 주기를 가능하게 하는 반응 사출 성형과 같은 기술과 함께 먼 길을 왔습니다.
대부분의 제조업체는 이제 자동차 범퍼에 어떤 형태의 플라스틱을 사용합니다. 플라스틱의 초창기에는 범퍼 몰딩이 검은색이나 회색의 보기 흉한 헤비 게이지 플라스틱(폴리프로필렌 또는 열가소성 플라스틱) 단일 조각이었을 것이며, 일반적으로 적절한 강도와 처짐에 대한 저항을 제공하기 위해 뒤에 금속 보강재가 사용되었습니다.
Rover 800 범퍼
오늘날 강도는 몰딩된 상자 섹션에서 나올 가능성이 더 높습니다. 가벼운 폼 조각이 베이스로 사용되며 그 주위에 범퍼의 나머지 부분이 몰딩됩니다. 발포체는 그 자체로 실질적인 강도가 없지만 스페이서로 사용될 때 플라스틱을 강한 '중공' 부분으로 성형합니다. 로버는 800 시리즈의 범퍼를 이렇게 만들지만 로터스는 차체의 주요 구조 부분에 사용할 수 있을 정도로 기술을 개발했다. 강철 부품을 몰딩하여 도어 힌지 또는 잠금 장치 장착과 도어 대들보 및 롤 바와 같은 보호 부품을 국부적으로 보강할 수도 있습니다.
현재 생산 중인 플라스틱 차체의 많은 자동차는 부품마다 다른 유형의 플라스틱을 사용합니다. 범퍼는 충격을 흡수하기 위해 변형이 가능하고 영구적인 손상을 피하기 위해 탄성이 있어야 하므로 고무와 유사한 특성을 가진 다양한 특수 변형 플라스틱(예:폴리프로필렌 또는 변형 열가소성 폴리에스테르)으로 만들어집니다. 부트 리드와 같은 패널의 경우 상당히 무거운 게이지 유리 섬유 또는 냉간 압착 강화 폴리에스테르와 같은 보다 단단한 재료를 사용하여 운전자가 쾅 닫을 때 견고함을 느낄 수 있도록 하는 것이 좋습니다.
마에스트로 디젤 섬프
본체가 중앙 구조에 볼트로 고정된 여러 부품으로 구성된 경우 여러 재료를 사용하는 것이 배열하기 쉽지만 본체를 두 개의 주요 부품으로 만드는 Lotus는 여러 다른 재료를 동일한 주물에 결합합니다. Reliant Kitten, Scimitarand the Renault Espace와 같이 개별 패널을 별도의 강철 프레임에 볼트로 고정한 차량의 경우 각 패널은 한 가지 재료로만 만들거나 두 가지를 결합하여 만들 수 있습니다.
사용된 모든 다른 재료가 동일한 유형의 페인트 시스템을 수용하도록 만들 수 있다면 마감에 문제가 없을 것입니다.
유리 강화 폴리에스터는 경질 폴리에스터와 같이 유연하지 않은 신체 부위에 사용되는 다른 재료와 마찬가지로 기존의 페인트를 사용합니다. 그러나 대부분의 플라스틱은 페인트 굽는 온도를 견딜 수 없으므로 문제를 해결하는 일반적인 방법은 열보다는 화학 반응에 의해 경화되는 2성분 페인트 시스템을 사용하는 것입니다. Renault는 Espace에 이러한 유형의 페인트 시스템을 사용합니다. 여기에는 먼지, 모래 및 돌 조각으로 인해 공격받기 쉬운 하부 패널과 같은 마모가 심한 부분의 페인트에 미세한 폴리에스터 공이 포함되어 있습니다.
고밀도 폴리우레탄을 자체적으로 착색하는 것은 불가능하며 기존의 페인트가 접착되지 않아 초기 범퍼의 많은 부분이 매력적이지 않았습니다. 그 이후로 범퍼에 색상을 적용할 수 있는 새로운 재료와 특수 프라이머가 도입되었습니다.
Austin Maestro와 Montego의 범퍼는 PBT(polybutadiene teraphthalate) 소재로 제작되어 바디와 동시에 분사되어 우수한 배색이 가능합니다. 그들은 몸에서 멀리 칠한 다음 끼워 넣습니다.
플라스틱이 신체 부위와 작은 부품에 점점 더 많이 사용되고 있지만 최근의 발전으로 인해 플라스틱이 곧 더 많은 주요 부품에 널리 사용될 수 있게 되었습니다. 유리 섬유 판 스프링은 이미 1980년대 Chevrolet Corvette와 Sherpa 밴에 사용되었습니다.
