近年、自動車におけるプラスチックの応用は増加の一途を辿っています。現在、ドイツ、アメリカ、日本などの国では、自動車用プラスチックの消費量が10～15%に達し、中には20%を超える国もあります。現代の自動車に使用されている素材を見てみると、外装装飾部品、内装装飾部品、機能・構造部品など、あらゆるところにプラスチック生産の影が見られます。また、エンジニアリングプラスチックの硬度、強度、引張特性の継続的な向上に伴い、プラスチック製の窓、ドア、フレーム、さらにはオールプラスチック製の自動車も徐々に登場し、自動車のプラスチック化が加速しています。
自動車の材料としてプラスチックを使用する利点は何ですか?
1.プラスチック成形は容易であるため、複雑な形状の部品加工に非常に便利です。例えば、鋼板でインストルメントパネルを加工する場合、まず各種部品を加工・成形し、その後コネクタで組み立てたり溶接したりする必要があり、多くの工程が必要になります。プラスチックを使用すれば、一度に成形できるため、加工時間が短く、精度も保証されます。
2. 自動車材料にプラスチックを使用する最大のメリットは、車体の軽量化です。軽量化は自動車業界が追求する目標であり、プラスチックはこの点で力を発揮します。一般的に、プラスチックの比重は0.9～1.5ですが、繊維強化複合材料の比重は2を超えません。金属材料の中で、A3鋼の比重は7.6、真鍮は8.4、アルミニウムは2.7です。そのため、プラスチックは軽量自動車に最適な素材となっています。
3. プラスチック製品の弾性変形特性は、大きな衝突エネルギーを吸収し、強い衝撃に対してより大きな緩衝効果を発揮し、車両と乗員を保護します。そのため、現代の自動車では、緩衝効果を高めるためにプラスチック製のインストルメントパネルやステアリングホイールが採用されています。また、前後バンパーやボディトリムストリップにもプラスチック素材が使用されており、車外の物体が車内音に与える影響を軽減しています。さらに、プラスチックは振動や騒音を吸収・減衰させる機能も備えており、乗り心地を向上させることができます。
4. プラスチックは、その組成に応じて異なる充填剤、可塑剤、硬化剤を添加することで、必要な特性を持つプラスチックに加工することができます。また、材料の機械的強度や加工・成形特性を調整することで、自動車の様々な部品の要件を満たすことができます。例えば、バンパーには相当の機械的強度が必要であり、クッションと背もたれには柔らかいポリウレタンフォームを使用する必要があります。
5.プラスチックは耐食性が強く、局部的に損傷を受けても腐食しません。しかし、塗装面が損傷したり、鋼板製造時の防錆処理が不十分だったりすると、錆びや腐食が発生しやすくなります。プラスチックは、酸、アルカリ、塩分に対する耐食性が鋼板よりも優れています。プラスチックをボディカバーとして使用する場合、汚染度の高い地域での使用に非常に適しています。
一般的に言えば、自動車用プラスチックは、一般的な装飾部品から構造部品、機能部品へと発展を遂げ、高強度、高耐衝撃性、超高流動性を備えた複合材料やプラスチックアロイへと発展しています。しかし、プラスチック自動車の普及には、安全性の問題だけでなく、老朽化やリサイクルといった問題もあり、さらなる技術向上が求められています。
投稿日時: 2021年8月5日