これらの業界の取り組みはすべて、先進国および発展途上国の未開発の市場を獲得することです。原油価格の上昇と温室効果ガスの懸念が強調されています。したがって、これらの軽量車両は、通常の車両と比較して、同じ量のエネルギーでより多くの走行距離を提供します.ただし、これらの高度な材料と生産技術の開発と実装に関連するコストが高いため、最終製品の価格設定に課題があります。 スチール: 金属と複合材の中で、スチールは自動車の製造工程で重要な役割を果たしている最も愛らしい部品です。これは、そのイノベーションに多額の投資を行っている鉄鋼業界およびコンポーネント サプライヤーの主要な関心分野です。衝突時の衝撃エネルギーを吸収する鋼の固有の能力により、自動車設計者はこの材料を最初に選択することがよくありました。白い構造のボディ内のコンポーネントは、金属が衝突時に衝撃エネルギーを吸収または伝達できることを証明するテストを受けて、自動車用途の材料の適合性を判断する必要があります。
ThyssenKrupp Steel Europe は、軽量自動車構造用の高張力鋼、ブリキの出発材料、石油およびガスのパイプライン用の鋼、および電気鋼を生産するための近代化された工場を設立しました。一方、クライスラーや多くの外国の自動車メーカーは亜鉛鉄コーティングに依存しており、これは電気亜鉛メッキ、または溶融亜鉛メッキ鋼であるガルバニールをホット ディップ ラインで製造することによって行うことができます。
マツダは、住友金属工業およびアイシン高丘と協力して、1,800 MPa の超高張力鋼を使用した自動車部品の開発に成功した最初の自動車メーカーになりました。その CX-5 はより軽量な車両に分類され、主に高張力鋼で作られたより剛性の高いシャーシを備えているため、道路やトレイルの起伏の多い地形をゆっくりと走っているときに、車がしっかりと落ち着いているように感じられます。別の自動車メーカーのホンダは、50% が高張力鋼で製造された Accord Euro を開発しました。
アルミニウム: 自動車ボディの軽量化に大きな可能性を秘めたもう 1 つの金属は、世界で最も一般的にリサイクルされているアルミニウムです。アルミニウムは、自動車のパワートレイン、シャーシ、合金、ボディ構造に使用できます。
過去数年間、アルミニウムは相当量使用されており、シアーズの調査によると、1996 年に車両で使用された 110 kg のアルミニウムは、有無を含めて 250 ～ 340 kg に増加すると推定されています。 2015 年までにボディ パネルまたは構造のアプリケーションを採用しています。予測では、トランクの蓋、ボンネット、およびドアの吊り下げにおけるアルミニウムのアプリケーションについても言及されていますが、最近の例は、パワー トレイン、ボディ構造、シャーシ、およびエアコンです。材料の現在の主な傾向は、エンジン ブロックです。エンジン ブロックは、鋳鉄からアルミニウムに切り替えられている重量のある部品の 1 つであり、その結果顕著な軽量化が行われています。
最近の開発では、アルミ鋳物の上に鍛造アルミニウムを適用しており、また、熱シールド、バンパー補強材、エアバッグ ハウジング、空気圧システム、サンプ、シート フレーム、側面衝突などに鍛造アルミニウムの用途が見出されています。パネルなど
最近のメルセデスベンツ SL は、アルミニウム製のボディ シェルを採用しています。重量は、鋳造アルミニウム 44%、アルミニウム セクション 17%、アルミニウム シート メタル 28%、スチール 8%、および 3 で構成されています。他の材料の%。リトラクタブル ハードトップ コンバーチブルにアルミニウム構造を多用しているため、前モデルよりも軽量化されていますが、価格は高くなっています。
メルセデス・ベンツによると、このモデルの空気力学的な改善により、空気抵抗が減少するだけでなく、乗り心地がより静かになり、キャビン内のトップダウン風が少なくなり、汚れの蓄積がさらに少なくなります。サイドウィンドウに。ただし、2 つの同様の車両の相対的な衝突耐性 (1 つはアルミニウムが多く、もう 1 つはスチールが多い) は、スチール製の車に安全上の利点をもたらします。 1 ポンドあたりの重量ベースでは、アルミニウムは一般的な自動車用スチールの 2 倍の衝突エネルギーを吸収しますが、自動車がアルミニウムを軽量化するにつれて、燃費、性能、安全性に役立つという議論が続きます。
マグネシウム: アルミニウムと鋼/鋳鉄と比較して、マグネシウムはそれぞれ 33% と 75% 軽量です。一方、最新の高純度マグネシウム合金の耐食性は、従来のアルミニウム ダイカスト合金よりも優れています。
しかし、自動車製品のマグネシウム コンポーネントには多くの機械的/物理的特性の欠点があり、適用には独自の設計が必要であり、マグネシウム合金のモジュラスと硬度はアルミニウムよりも低く、熱膨張係数は大きい。ただし、適切なリブとサポートにより、多くの場合、強度とモジュラスの制限を克服できることに注意してください。
EU が CO2 排出量を 120g/kg 未満と宣言した後、マグネシウムはヨーロッパの自動車で広く宣伝され、使用される最軽量の金属になりました。マグネシウム部品の開発におけるコスト削減のアイデアは、部品価格をアルミニウム部品の約 2 倍にすることを目的としていました。
プラスチックと複合材: 1953 年以降、コルベットのポリマー複合材料は自動車産業の一部となっています。従来の鉄鋼製造に比べて、リード タイムの短縮、投資コストの削減、軽量化と部品統合の機会の減少、耐食性、設計の柔軟性、材料の異方性、機械的特性により、これらの材料の優先度が高まりました。
しかし、材料費の高さ、生産速度の遅さ、リサイクル性に関する懸念、およびいくつかの要因により、高分子複合材の大規模な自動車への応用が妨げられてきました。複合材料のコストは通常、炭素繊維を使用する場合、従来の金属よりも最大 10 倍高くなるため、将来の開発の主なターゲットは、低コストのハイブリッド複合材料の使用でなければなりません。 BMW と VW は、自社の車両にカーボン ファイバー構造を使用することで有利なスタートを切りました。
鉄骨構造は加速度的に金属とプラスチックのハイブリッドに置き換えられています。そのため、自動車用途の材料市場ではかなりの競争が繰り広げられています。環境への関心の高まりにより、燃料消費量を削減するための軽量化された車両の必要性と、リサイクルの必要性も加速しています。
このように、自動車業界は、需要に応え、成長する業界競争を維持するために、代替金属や複合材などの商業的に実行可能な戦略を採用しています。しかし、業界のシナリオのボトルネックは、軽量車両の需要に応えることだけではなく、車両標準規制、国のインフラストラクチャーおよび経済問題にも挑戦する可能性があります。
しかし、これらの材料の大規模な使用には大きな障壁があります。主な理由は、原材料のコスト、または成形プロセスの変革と実現に必要な大規模な資本投資の必要性です。衝突耐性と信頼性における基準と規制の変更。そのため、この収益性の高い業界をピーク時に現金化するために、実行可能な最良のプロセス、特性、および低コストの材料をさらに研究する必要があります.