Пластиковые шестерни готовят революцию в автопроме

На выставке Intermold 2015, открывшейся на днях в Токио, была представлена революционная технология производства шестерней из пластика. Абсурдный на первый взгляд метод обоснован теоретически и апробирован на практике, а перенести его на конвейер японцы собираются уже весной 2017 года.

Патенты на инновацию принадлежат Центру передовых инженерных технологий университета Гифу и компании Central Fine Tool Co. Ltd. Соавторы предложили использовать для изготовления шестерней пластик, армированный углеволокном. Карбоновая «ткань» вплавляется в пластмассу не сплошь, а лишь в тех местах, где шестерня испытывает наибольшие нагрузки, — у основания зубьев.

Такие усилители не являются новинкой сами по себе: благодаря сочетанию малого веса и высокой прочности они широко используются в авиации, при строительстве гоночных болидов и т. п. Но до настоящего момента сложность и дороговизна изготовления деталей из них не позволяла задуматься о массовом производстве. Японцам удалось изобрести и запатентовать уникальные формы для отливки, особую форму шестерней и тип плетения углепластиковых нитей, которые в совокупности сделают такие шестерни дешевыми и простыми в производстве.

Революция, которую они могут произвести в автомобильной отрасли, сравнима разве что с массовым переходом на алюминий или карбон. Автомобили разом «похудеют» на десятки (если не сотни) килограммов, а это не только экономия топлива, но и улучшенная динамика и управляемость. Впрочем, между автомобилистами и этим светлым будущим пока стоит немало препятствий: проекту необходимы инвестиции, а новому изобретению — одобрение законодателей.

Стоит отметить, что пластиковые шестерни уже пробовали применять в автопроме, но без особого успеха. Так, одна из пластиковых шестерней системы полного привода на автомобилях BMW была заменена на металлическую в связи с массовым дефектом, проявившимся в ходе эксплуатации (повышенный износ).