Nämn plastbilar, och de flesta tänker på det läckande, knarriga och galna karossarbetet så vanligt på glasfiberbilar på 1960-talet.
Där plast används
Plast har fortfarande en dålig image än idag, eftersom det är mer kopplat till tunna leksaker än med den ledande tekniken inom bilindustrin. Men plast används i allt större utsträckning för att tillverka bilar, till stor del som ett resultat av strävan mot viktminskning för lägre bränsleförbrukning och bättre ekonomi.
Under många år har problemet varit att plaster inte är tillräckligt starka för att kunna användas utan förstärkning. Nu förändras scenen, med mer komplicerade kompositmaterial som tar över från enkla plaster. Dessa nya material medför förändringar i design- och tillverkningsprocesser men erbjuder framför allt större körekonomi.
Vid reaktionsformsprutning sprutas två typer av flytande plast in samtidigt. Dessa reagerar kemiskt och hårdnar inuti formen. Processen är mycket snabb och tar bara cirka 90 sekunder att slutföra varje panel.
Vingar och bqmpers på Reliant Scimitar SS1 är gjorda på detta sätt, men de har ytterligare förfining - glasfibermattor läggs i formen först och den flytande plasten pressas in runt den. Förstärkta reaktionsformsprutningar (RRIM) kan göras för att vara mycket flexibla med bibehållen hög hållfasthet.
Glasfiber – mer korrekt känd som GRP, som står för glasförstärkt polyester – kombinerar lätthet med styrka. Vikt för vikt, glasfiber är mycket starkare än stål, så panelerna kan göras lättare. Under många år var det det enda plastmaterialet som användes för strukturella bildelar, och det används fortfarande i stor utsträckning idag.
I en glasfiberkropp används glasfibermatta för att förstärka en panel av polyester eller epoxiharts. Det resulterande materialet är relativt styvt, men har fortfarande tillräckligt "ge" för att motstå stötar i låg hastighet. På 1950-talet började tillverkarna använda materialet för bilkarosser. Den första bilen som dök upp med glasfiberkaross var Chevrolet Corvette från 1957, men under den använde den fortfarande ett konventionellt stålchassi för att ge den styrka.
Året därpå introducerade Lotus originalet Elite - världens första monocoque av helt glasfiber. Den hade inget stålchassi, och motor, växellåda och fjädring skruvades fast direkt i glasfiberskalet. Bland de bilar som för närvarande tillverkas med denna konstruktion är Midas, en specialistbil med låg volym som tar mycket av sin löparutrustning från BL Mini och Metro.
Som ett alternativ till stål har glasfiberkonstruktion avsevärda fördelar. Även om den har mycket tjockare sektion är strukturen lätt och rost blir ett minne blott (förutom när den är fastskruvad i metall). För tillverkaren är verktygskostnaderna lägre än för bilkonstruktioner i stål eftersom stora pressar vanligtvis inte behövs.
Trots fördelarna har glasfiberbilar endast tillverkats av små tillverkare, vanligtvis lockade av de låga verktygskostnaderna. För massproduktion har det aldrig riktigt varit ett hållbart förslag. Tillverkningen är relativt långsam, eftersom varje kroppssektion behöver härda i ett par timmar. Bilkarosstillverkning i stål har å andra sidan haft fördelen av mycket mer investeringar och utveckling.
Sedan glasfiberns tidiga dagar har användningen av plast och andra kompositer kommit långt, med tekniker som reaktionsformsprutning som möjliggör en mycket snabbare tillverkningscykel.
De flesta tillverkare använder nu någon form av plast för stötfångarna på sina bilar. I plastens tidiga dagar skulle stötfångaren ha bestått av en enda bit av ful tjock plast (polypropen eller termoplast) i svart eller grått, vanligtvis med metallförstärkning bakom för att ge tillräcklig styrka och motståndskraft mot hängning.
Rover 800-stötfångare
Nuförtiden är det mer sannolikt att styrkan kommer från ingjutna lådsektioner:en bit lättviktsskum används som bas, runt vilken resten av stötfångaren är gjuten. Skummet har ingen egen styrka, men när det används som mellanlägg formar det plasten till en stark "ihålig" sektion. Rover tillverkar stötfångarna i 800-serien på detta sätt, men Lotus har utvecklat tekniken så att de kan använda den för de viktigaste strukturella delarna av sina bilkarosser. Ståldelar kan också gjutas in för att ge lokaliserad förstärkning för montering av dörrgångjärn eller lås, och för skyddsdelar som dörrbalkar och störtbågar.
Många av de plastkarossade bilarna som tillverkas använder nu olika typer av plast för olika delar. Stötfångare måste vara deformerbara för att absorbera stötar och elastiska för att undvika permanenta skador, så de är gjorda av en mängd specialmodifierade plaster med vissa gummiliknande egenskaper (som polypropen eller modifierad termoplastisk polyester). För paneler som bagageluckan är det bättre att använda styvare material som t.ex. ganska kraftig glasfiber eller kallpressad förstärkt polyester så att föraren känner fasthet när den slår igen.
Maestro diesel sump
Att använda många olika material är lätt att ordna om kroppen består av ett antal olika delar bultade till en central struktur, men Lotus, som gör sina kroppar i två huvuddelar, lyckas kombinera flera olika material till samma gjutning. Med fordon som har individuella paneler fastskruvade på en separat stålram, såsom Reliant Kitten och Scimitar och Renault Espace, kan varje panel vara gjord av endast ett material eller en sammansättning av två.
Förutsatt att alla olika material som används kan göras för att acceptera samma typ av färgsystem, kommer det inte att finnas några problem med finishen.
Glasförstärkt polyester kommer att ta konventionell färg, liksom andra material som styv polyester, som används för icke-flexibla kroppsdelar. De flesta plaster tål dock inte temperaturer för bakning av färg, så en vanlig lösning på problemet är att använda ett tvåkomponentsfärgsystem som härdar genom kemisk reaktion snarare än med värme. Renault använder den här typen av färgsystem för Espace, som också har små kulor av polyester inkorporerade i färgen för slitstarka områden som de nedre panelerna, som är benägna att attackera från smuts, grus och stenflis.
Det är inte möjligt att självfärga högdensitetspolyuretan och konventionell färg fastnar inte på den, så många av de tidiga stötfångarna var oattraktiva. Sedan dess har nya material och speciella grundfärger introducerats som gör att stötfångarna kan färgas.
Stötfångarna på Austin Maestro och Montego, som är gjorda av PBT(polybutadienteraftalat), sprutas samtidigt som karossen för att säkerställa bra färgmatchning. De målas bort från kroppen och monteras sedan.
Även om plast används mer och mer för kroppsdelar och småkomponenter, har de senaste framstegen inneburit att plast snart kan bli allmänt utbredd för fler viktiga komponenter. Glasfiberbladsfjädrar har redan använts på 1980-talets Chevrolet Corvette och i Sherpa skåpbilen.
