Tất cả những nỗ lực này của ngành là để giành lấy thị trường chưa được khai thác ở các nước phát triển và đang phát triển đang háo hức chờ đợi các phương tiện hạng nhẹ vì nhấn mạnh nhiều vào giá dầu ngày càng tăng và các mối quan tâm về khí nhà kính. Vì vậy, những phương tiện nhẹ này sẽ cung cấp nhiều quãng đường hơn với cùng một lượng năng lượng so với các phương tiện thông thường. Tuy nhiên, thách thức nằm ở việc định giá sản phẩm cuối cùng do chi phí cao liên quan đến việc phát triển và triển khai các vật liệu và công nghệ sản xuất tiên tiến này. Thép: Trong số các kim loại và vật liệu tổng hợp, thép là thành phần đáng yêu nhất đã và đang đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất ô tô. Đây là lĩnh vực được quan tâm chính đối với ngành thép và các nhà cung cấp linh kiện đang đầu tư mạnh vào đổi mới. Khả năng hấp thụ năng lượng tác động vốn có của thép trong tình huống va chạm khiến vật liệu này thường là lựa chọn hàng đầu của các nhà thiết kế ô tô. Mặc dù các bộ phận trong thân xe có cấu trúc màu trắng phải trải qua các thử nghiệm chứng minh kim loại có thể hấp thụ hoặc truyền năng lượng va chạm trong tình huống va chạm để quyết định tính phù hợp của vật liệu cho ứng dụng ô tô.
ThyssenKrupp Steel Europe đã thành lập các nhà máy hiện đại hóa để sản xuất thép cường độ cao dùng cho kết cấu ô tô hạng nhẹ, nguyên liệu ban đầu cho tấm thiếc, cùng với thép cho đường ống dẫn dầu và khí đốt cũng như thép điện. Trong khi đó, Chrysler và nhiều nhà sản xuất ô tô nước ngoài phụ thuộc vào lớp phủ kẽm-sắt, có thể được thực hiện bằng cách mạ điện hoặc bằng cách sản xuất galvaneal, một loại thép mạ kẽm được ủ trong dây chuyền, trên dây chuyền nhúng nóng.
Với sự hợp tác của Sumitomo Metal Industries và Aisin Takaoka, Mazda Motor đã trở thành nhà sản xuất ô tô đầu tiên phát triển thành công các bộ phận xe sử dụng thép cường độ cực cao 1.800 MPa. CX-5 của nó thuộc loại xe nhẹ hơn, có khung gầm cứng hơn, phần lớn được làm bằng thép cường độ cao, giúp chiếc xe có cảm giác chắc chắn và êm ái khi băng qua địa hình gồ ghề, dù là đường bộ hay đường mòn. Một nhà sản xuất ô tô khác Honda đã đưa ra Accord Euro được sản xuất 50% từ thép cường độ cao.
Nhôm: Một kim loại khác có tiềm năng đáng kể để giảm trọng lượng thân ô tô là nhôm, đây là vật liệu tái chế phổ biến nhất trên thế giới. Aluminiun có thể được sử dụng trong hệ thống truyền động ô tô, khung gầm, hợp kim và cấu trúc thân xe.
Có một lượng sử dụng nhôm đáng kể trong những năm qua và nghiên cứu của Sears cho biết rằng 110kg nhôm được sử dụng trên xe trong năm 1996 và ước tính sẽ tăng lên 250 – 340 kg kể cả có hoặc không có sử dụng các ứng dụng trên thân xe hoặc cấu trúc vào năm 2015. Trong khi các dự đoán cũng nói về các ứng dụng nhôm trong nắp cốp, mui xe và cửa treo và các ví dụ gần đây là hệ thống truyền lực, cấu trúc thân xe, khung gầm và điều hòa không khí. Xu hướng chính hiện nay của vật liệu này là dành cho khối động cơ, đây là một trong những bộ phận nặng hơn đang được chuyển từ gang sang nhôm giúp giảm trọng lượng rõ rệt.
Sự phát triển gần đây đang áp dụng nhôm rèn trên nhôm đúc và cũng tìm thấy các ứng dụng nhôm rèn trong tấm chắn nhiệt, gia cố cản, vỏ túi khí, hệ thống khí nén, bể chứa, khung ghế, va chạm bên bảng điều khiển, v.v.
Mercedes-Benz SL gần đây có thân vỏ bằng nhôm, trọng lượng được tạo thành từ 44% nhôm đúc, 17% nhôm định hình, 28% nhôm tấm kim loại, 8% thép và 3 % vật liệu khác. Nó nặng hơn so với người tiền nhiệm của nó do sử dụng rộng rãi kết cấu nhôm trong mui xếp cứng có thể thu vào, nhưng giá cao hơn.
Theo Mercedes-Benz, những cải tiến khí động học ở mẫu xe này không chỉ giảm lực cản mà còn mang lại cảm giác lái êm ái hơn, ít gió từ trên xuống trong cabin hơn và thậm chí ít bụi bẩn tích tụ hơn trên các cửa sổ bên. Tuy nhiên, khả năng va chạm tương đối của hai loại xe giống nhau, một loại có nhiều nhôm hơn, loại kia có nhiều thép hơn, sẽ mang lại lợi thế an toàn cho xe thép. Trong khi, trên cơ sở pound trên pound, nhôm hấp thụ năng lượng va chạm gấp hai lần so với thép ô tô thông thường, lập luận tiếp tục bằng cách tuyên bố rằng nhôm làm nhẹ phương tiện sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu, hiệu suất và an toàn.
Magiê: So với nhôm &thép/gang, magie nhẹ hơn tương ứng là 33% &75%. Trong khi, khả năng chống ăn mòn của hợp kim magie hiện đại, có độ tinh khiết cao tốt hơn so với hợp kim nhôm đúc thông thường.
Tuy nhiên, các thành phần magie trong các sản phẩm ô tô có nhiều nhược điểm về tính chất cơ học/vật lý đòi hỏi thiết kế độc đáo cho ứng dụng, đồng thời mô đun và độ cứng của hợp kim magie thấp hơn nhôm và hệ số giãn nở nhiệt là lớn hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các đường gân và giá đỡ phù hợp thường có thể vượt qua các giới hạn về độ bền và mô đun.
Sau khi EU tuyên bố về lượng khí thải CO2 dưới 120g/kg, magie đã trở thành kim loại nhẹ nhất được quảng cáo và sử dụng rộng rãi trong ô tô ở Châu Âu. Ý tưởng giảm chi phí trong quá trình phát triển đã chế tạo các bộ phận bằng ma-giê nhằm mang lại giá các bộ phận gấp đôi giá của các bộ phận bằng nhôm.
Nhựa và vật liệu tổng hợp: Bắt đầu từ năm 1953, vật liệu composite polymer Corvette đã trở thành một phần của ngành công nghiệp ô tô. Sự ưa chuộng đối với các vật liệu này ngày càng tăng do thời gian sản xuất được rút ngắn, chi phí đầu tư thấp hơn, giảm trọng lượng và cơ hội hợp nhất các bộ phận, khả năng chống ăn mòn, tính linh hoạt trong thiết kế, tính dị hướng của vật liệu và các đặc tính cơ học so với chế tạo thép thông thường.
Tuy nhiên, trở ngại đã xảy ra do chi phí vật liệu cao, tốc độ sản xuất chậm, lo ngại về khả năng tái chế và một số yếu tố đã cản trở các ứng dụng ô tô quy mô lớn của vật liệu tổng hợp polyme. Chi phí của vật liệu composite thường cao hơn tới 10 lần khi sử dụng sợi carbon so với kim loại thông thường và do đó, mục tiêu chính cho sự phát triển trong tương lai phải là sử dụng vật liệu tổng hợp lai có chi phí thấp. BMW và VW đã đi đầu trong việc sử dụng cấu trúc sợi carbon trong xe của họ.
Với tốc độ ngày càng nhanh, kết cấu thép đang được thay thế bằng kết cấu kim loại và nhựa. Vì vậy, có một sự cạnh tranh đáng kể trong thị trường vật liệu cho các ứng dụng ô tô. Mối quan tâm về môi trường ngày càng tăng cũng đang thúc đẩy nhu cầu về phương tiện nhẹ hơn để tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn và cũng như nhu cầu tái chế.
Do đó, ngành công nghiệp ô tô đang điều chỉnh các chiến lược khả thi về mặt thương mại như kim loại thay thế và vật liệu tổng hợp để phục vụ nhu cầu và duy trì sự cạnh tranh trong ngành ngày càng tăng. Nhưng điểm nghẽn của kịch bản đối với ngành không chỉ là phục vụ nhu cầu xe hạng nhẹ mà còn có thể thách thức các quy định về tiêu chuẩn phương tiện, các vấn đề cơ sở hạ tầng và kinh tế của quốc gia.
Tuy nhiên, có những rào cản đáng kể trong việc sử dụng những vật liệu này trên quy mô lớn, chủ yếu là do chi phí nguyên liệu thô hoặc nhu cầu đầu tư vốn lớn để chuyển đổi quy trình tạo hình và đạt được mục tiêu thay đổi các tiêu chuẩn và quy định trong sự xứng đáng và độ tin cậy của sự cố. Vì vậy, cần phải nghiên cứu thêm về các quy trình, đặc tính khả thi tốt nhất và vật liệu có chi phí thấp hơn để mang lại lợi nhuận cho ngành công nghiệp béo bở này ở thời kỳ đỉnh cao.
Giới thiệu về Sơn thân xe ô tô thân thiện với môi trường
Cách tìm một cửa hàng cơ sở uy tín tại địa phương
Dấu hiệu cảnh báo về cửa hàng bán xe ô tô tồi
Ứng dụng lưu trữ năng lượng trong ô tô