Серийное производство автомобильных кузовов из пластмассВГерманской Демократической Республике проведены большие работы по организации серийного выпуска автомобильных нузовов из пластмасс. Применение пластических масс взамен металла означает новый шаг по пути технического прогресса в автомобилестроении. Оно обеспечивает устойчивость нузовов против коррозии, хорошую тепло- и звукоизоляцию, дает выигрыш в весе. Ниже приводится обзор работ автомобилестроителей ГДР в этом направлении и обосновывается, почему они избрали особый, отличающийся от исследований в других странах, путь изготовления пластмассовых кузовов. Еще до второй мировой войны во многих странах делались попытки заменить пластическими массами листовой металл, применяемый для изготовления автомобильных кузовов. Полученные тогда результаты были недостаточными, чтобы использовать пластмассы в серийном производстве. В послевоенные годы этому вопросу стали уделять большое внимание. В некоторых странах наиболее подходящим материалом для кузовных деталей считают полиэфирные смолы, армированные стеклянным волокном. При изготовлении таких кузовов мелкими сериями применяют способ так называемой ручной формовки, достоинством которого являются минимальные затраты на инструмент и оборудование. Но стоимость детали, сформованной из стеклопластика, вследствие дороговизны материала во много раз выше стоимости таной же детали, выполненной из металлического листа. Крупносерийное производство, естественно, требует более сложной технологии. Такая, принципиально новая технология была разработана в ГДР. Какие же требования предъявлялись к материалу, предназначаемому для кузова? Он должен был подвергаться обработке низким давлением (около 40 кг/см 2 ), в противном случае для деталей с большой поверхностью потребовались бы тяжелые, очень дорогие в эксплуатации прессы. Кроме того, новый материал должен был исключительно легко поддаваться обработке, чтобы конструктор мог придать автомобилю красивую внешнюю форму. Требования в отношении механических свойств вначале нельзя было четко сформулировать. Никакой литературный источник не мог дать ответа, например, на вопрос, накой должна быть прочность на изгиб и разрыв? Только в процессе исследований удалось накопить достаточный опыт, позволивший судить о пригодности материала. Минимально допустимыми в настоящее время считаются: прочность на изгиб и разрыв порядка 1200 кг/см г , ударная вязкость 25 см кг/см 1 . К подобным же результатам опытным путем пришли исследователи ив других странах. Во время первых опытов, проводившихся в ГДР, применяли термопластические массы, термостойкость (а также прочность) которых улучшали запрессовыванием в них волокнообразных прокладок, повышающих жесткость деталей. Первый кузов из пластмассы был изготовлен в начале 1951 года. Эксплуатационные испытания его дали положительные результаты, но стоимость материала оказалась высокой; кроме того, встретились технические трудности, связанные со штамповкой. Поэтому продолжались поиски новых путей, и они увенРис. 1.КУРТ ЛАНГ,главный директор Главного управления народных предприятий автомобилестроения ГДР чались успехами. Был найден способ, при котором использовали поливинилхлорид в форме дисперсии, а также особый сорт мелких древесных опилок и хлопчатобумажные отходы. Для изготовления прессованной детали необходимы формирование и сушка заготовки. Горячую прессовку производили при температуре 170о и давлении 40 кг / с м . в течение 20 мин. Этот термопластический материал, сохраняющий свою форму при температуре до 90 ° С, начали серийно применять для изготовления капотов грузовых автомобилей и т. д. Стремление получить жаро- и морозостойкий материал, а также упростить метод его приготовления привело, наконец, н созданию дуропласта. В течение ряда лет он очень хорошо зарекомендовал себя как материал для кузовов легковых автомобилей Р-70. Качество его постоянно повышалось, а способ изготовления совершенствовался. Этот способ в принципе очень прост. Обрабатывают сырье в сухом виде. Из хлопчатобумажных отходов с помощью кардочесальной машины получают ворсистую массу, которая в последующем многократно накладывается в несколько слоев. Между отдельными слоями ворса в определенном весовом соотношении засыпают искусственную смолу в порошкообразном или зернистом виде. Получается ватообразный, насыщенный искусственной смолой полуфабрикат, который легко вкладывается в глубокие сферические прессформы и может быть в них нагрет и уплотнен. Таким образом, оказывается излишним изготовление формовочной модели в специальном оборудовании. По сравнению с другими способами изготовления крупнопанельных штампованных деталей этот способ имеет следующие преимущества. Могут быть использованы весьма дешевые отходы хлопчатобумажной или текстильной промышленности, приготовление материала очень просто и дешево, т аккак резки волокон, необходимой при мокрой обработке, не требуется. Вследствие примеси искусственной смолы в виде порошка при предварительной обработке материала нет необходимости в длительных сушильных процессах. Обрабатывать неклейкий полуфабрикат значительно легче, чем смоченный жидкой смолой. Принципиальная схема применения нового способа изображена на рис. 1 . Наполнители примерно на 70 проц. состоят из непрядомых отходов. Для получения связывающих свойств в них примешивается 30 проц. длинноволокнистого материала. Вначале материал в сухом виде очищают в трепальных машинах, т. е. от волокна отделяют грязь, частички семенных коробочек н ветвей растений. Вслед за этим его в течение 6 часов обрабатывают при температуре 120° трехпроцентным раствором едкого натрия в сферическом автоклаве. После нейтрализации и мойки, трепания и сушки наполнитель может быть подвергнут дальнейшей обработке. На рис. 1 показан процесс размельчения и соединения материала. Когда требуемый вес на единицу площади достигнут, полуфабрикат снимают, взвешивают, укрепляют и предварительно уплотняют для удобства обработки каландрированием. Далее его прямоугольные кусни режут на нужные формы и спрессовывают. Приготовление полуфабриката происходит механически. Будучи спрессованным, он подается к специально сконструированной для этой цели установке, причем состав и строение его таковы, что гарантируются наилучшая обработка штамповкой, сопротивление атмосферным условиям, механическая прочность, наименьшая растяжимость при минимальных затратах. Создание прессового оборудования оказалось более трудным делом, чем можно было предположить. Лишь в результате многократных опытов удалось разработать эластичный, фасонно-вулканизационный пуансон, который оказался приемлемым для производства. Принципиальная схема его показана на рис. 2.•Крепление гурит Нагревательная трубка Sajlcun СталЬная оболочка Закрывающие проклаукцUzypumРазделительный паз релителЬнЫй винтРис. 2. В качестве нагревающей среды вначале применяли пар, а затем горячую воду. Хотя для циркуляции горячей воды и требуются трубки большего сечения, но в этом случае обеспечивается надежность в отношении равномерности нагрева, т ак кан отпадает надобность в конденсационных горшках и упрощается обслуживание. Сам процесс характеризуется следующими данными: Давление пресса — не менее 35 кг/см ; Температура прессования — 160ОС Продолжительность прессования при 160ОС — 13 минут Время вентиляции — 1—4 минуты Продолжительность охлаждения — 4—5 минут Время разогрева установки от 50 до 160О _4 минутыХлопок Тррпатнпв БхгипьныО Моечная ON Тррпапьнаа ov ыавщна коптя t*auii"*a •тошнаЦентра- Суаш»«» Пресс dno Фуеа new прессами д кипыОхлаждение прессованных деталей до сих пор является необходимым. В противном случае возникают разрывы, которые выходят на поверхность в виде пузырей. Но уже удалось, правда пока опытным путем, добиться извлечения деталей из формы в горячем состоянии. При этом применяется несколько иной состав материала, кроме того, наполнители проходят химическую обработку. В перспективе имеется в виду внедрить результаты опытов в производство. Это даст возможность удвоить выпуск прессованных деталей при почти неизменной мощности прессов и другого оборудования. На рис. 3 показан пресс с вложенным в него полуфабрикатом во время прессования и снятие готовой детали. Обрезку неспрессованной ватообраэной закраины производят дополнительно, с помощью ленточных пил по маркировочной линии. От обрезки во время прессования мы отказались с тем, чтобы все развиваемое давление использовалось исключительно для уплотнения. Обрезают детали частично с припуском, имея в виду обеспечить пригонку при сборке (например, установка зазора в месте перехода от двери к переднему и заднему крыльям). Во многих странах исследования были направлены на то, чтобы изготовлять из пластмассы и детали каркаса кузова. Опыт свидетельствует о том, что при соответствующей обработке она может применяться для несущих элементов нузова, однако полный отказ от использования металлических и деревянных деталей каркаса вряд ли целесообразен. Дело в том, что пластмассы обладают большой упругостью, в результате чего из них почти невозможно создать жесткую, хорошо противостоящую скручивающим нагрузкам конструкцию. Вот почему каркас кузова автомобиля Р-70 изготовлен из дерева, а нового малолитражного автомобиля «Трабант» с пластмассовой обшивкой — из листового металла. В последнем случае для соединения пластмассовых деталей с кар-21