Medžiagos, naudojamos kėbulų gamyboje

Šiuolaikinių automobilių kėbulų gamyboje randa pritaikymą įvairūs metalai bei nemetalinės medžiagos. Šiuo metu inžinieriai jau pakankamai ištobulino įvairių automobilių tipų laikančiųjų konstrukcijų geometriją, kuri naudojant tradicines medžiagas yra optimali stiprumo ir standumo požiūriu. Technologai naudoja vis pažangesnius apdirbimo ir sujungimo būdus, todėl siekiant optimalumo ieškoma naujų konstrukcinių medžiagų, kurios pasižymi maža mase, pakankamu standumu ir stiprumu, technologiškumu, reikiamomis eksploatacinėmis savybėmis ir ne itin aukšta kaina. Nors šiuo metu didžioji dalis laikančiųjų konstrukcijų gaminamos iš metalų ir įvairių jų lydinių, vietoje jų vis dažniau pradedama naudoti įvairius plastikus, polimerus, kompozicines medžiagas.

Automobilių pramonėje naudojama daug įvairių rūšių plienų. Pagrindiniams konstrukciniams elementams naudojami mažo anglingumo plienai. Specialiai pagaminti silpnai legiruoti plienai naudojami didelį plotą sudarantiems elementams, kurie yra formuojami sudėtingais būdais. Kėbulams gaminti daugumoje naudojami cinkuotos plieno skardos lakštai. Konstruktoriai ir technologai pastaruoju metu laikančiųjų konstrukcijų gamybai pradėjo naudoti mažai legiruotus mažaanglius stiprius, bet kartu ir pakankamai plastiškus plienus.

Praktiškai iki 1990 metų visų automobilių laikančiųjų kėbulų elementai buvo gaminami iš nestipraus plastiško plieno lakštų štampavimo būdu. Elementai tarpusavyje buvo sujungiami taškiniu suvirinimu. Reikia pastebėti, kad plastiško nestipraus plieno naudojimas laikančiojo kėbulo gamybai nebuvo labai vykęs, nes norint užtikrinti pakankamą kėbulo standumą, būtina naudoti storesnius plieno lakštus. Tam, kad gauti pakankamai stiprų taškinį elementų sujungimą, reikalaujama, kad plieno lakštų storis būtų nemažesnis nei 0,9 mm, be to, būtina suformuoti technologines briaunas, kurių pagalba elementai būtų jungiami tarpusavyje. Storesnių plieno lakštų naudojimas, taškinis suvirinimas ir papildomų saugumo elementų įdiegimas konstruktoriams leido pasiekti pakankamą laikančiųjų konstrukcijų standumą ir stiprumą saugumo požiūriu, tačiau visa tai labai padidino laikančiosios konstrukcijos masę. Padidėjusi kėbulo masė nulėmė didesnes kuro sąnaudas, prastesnę automobilio dinamiką, didesnius kėbulo pokrypius posūkių metu, todėl konstruktoriai buvo priversti ieškoti kitų geresnių mechaninių charakteristikų laikančiųjų kėbulų gamybai tinkančių konstrukcinių medžiagų ir naujų konstrukcinių elementų formavimo bei tarpusavio jungimo technologijų.

Ieškodami naujų kėbulams tinkančių medžiagų, automobilių kūrėjai pirmiausiai susidomėjo aliuminio panaudojimu. Aliuminio tankis 2,5 karto mažesnis nei plieno, jis plastiškas, atsparesnis aplinkos poveikiui, tačiau, palyginus su plienu, aliuminio tamprumo modulis yra dvigubai mažesnis, be to, aliuminio kaina yra kelis kartus didesnė. Mažesnis aliuminio tamprumo modulis lemia, kad kėbulo gamybai reikia storesnių aliuminio lakštų ir didesnių gabaritų profilių, o tai mažina aliuminio

pranašumą, lyginant su plienu. Aliuminio lydinių stiprumo riba tempiant, priklausomai nuo legiruojančių elementų, svyruoja nuo 340 iki 620 MPa. Laikančiųjų kėbulų pagrindinių element gamybai dažniausiai naudojami aliuminio lydiniai, kurių sudėtyje yra tam tikras kiekis magnio (Mg), silicio (Si), mangano (Mn). Tam kad pasiekti maksimalų stiprumą, minėtos sudėties aliuminio lydiniai yra sendinami specialiu temperatūriniu režimu, ir tokių lydinių leistinieji įtempiai viršija 200 MPa

Įvertinant tai, kad aliuminio lydiniai sveria tris kartus mažiau nei plieniniai, komercinių automobilių gamyboje labai paplito įvairūs aliuminio lydiniai. Nežiūrint į tai, kad aliuminis yra šiek tiek brangesnis už plieną, tačiau tokios jo savybės, kaip atsparumas korozijai, geras apdirbamumas, lengvumas, pakankamas stiprumas daro jį vis labiau priimtinesniu net pakankamai atsakingų detalių gamybai.

Vystant aliuminio panaudojimo laikantiesiems kėbulams technologiją, Audi gamintojai pristatė ekonomišką mažos klasės automobilį A2, kurio laikantysis kėbulas pagamintas vien tik iš aliuminio lydinių. Šiuo metu aliuminio laikančiuosius kėbulus pradėjo naudoti Jaguar, Ferrari, Aston Martin automobilių gamintojai.