Tutti questi sforzi del settore mirano ad acquisire il mercato non sfruttato nei paesi sviluppati e in via di sviluppo che attende con impazienza i veicoli leggeri a causa di la forte enfasi sulla crescita dei prezzi del petrolio e le preoccupazioni sui gas serra. Quindi, questi veicoli leggeri daranno più chilometraggio con la stessa quantità di energia rispetto ai veicoli normali. Tuttavia, la sfida risiede nel prezzo del prodotto finale a causa degli alti costi associati allo sviluppo e all'implementazione di questi materiali avanzati e tecnologie di produzione. Acciaio: Tra i metalli e i compositi, l'acciaio è il componente più adorabile che ha svolto un ruolo importante nel processo di produzione automobilistica. È l'area di maggiore interesse per l'industria siderurgica ei fornitori di componenti che stanno investendo molto nella sua innovazione. La capacità intrinseca dell'acciaio di assorbire l'energia dell'impatto in una situazione di incidente ha portato il materiale a essere spesso la prima scelta per i progettisti automobilistici. Mentre i componenti di una carrozzeria in struttura bianca dovrebbero essere sottoposti a test che dimostrino che il metallo è in grado di assorbire o trasmettere l'energia dell'impatto in una situazione di impatto per decidere sull'idoneità dei materiali per l'applicazione automobilistica.
ThyssenKrupp Steel Europe ha creato stabilimenti modernizzati per produrre acciai ad alta resistenza per la costruzione leggera di automobili, materiale di partenza per la banda stagnata, oltre a acciai per oleodotti e gasdotti e acciaio elettrico. Mentre Chrysler e molte case automobilistiche straniere dipendono dai rivestimenti in zinco-ferro, che possono essere realizzati mediante elettrozincatura o producendo galvaneal, che è un acciaio zincato ricotto in linea, su linee per immersione a caldo.
In collaborazione con Sumitomo Metal Industries e Aisin Takaoka, Mazda Motor è diventata la prima casa automobilistica a sviluppare con successo componenti per veicoli utilizzando acciaio ad altissima resistenza da 1.800 MPa. Il suo CX-5 rientra in un veicolo più leggero, ha un telaio più rigido in gran parte realizzato in acciaio ad alta resistenza, che consente all'auto di sentirsi solida e composta quando arranca su terreni accidentati, strade o sentieri. Un'altra casa automobilistica, la Honda, ha messo a punto l'Accord Euro, realizzato al 50% con acciaio ad alta resistenza.
Alluminio: Un altro metallo che offre un notevole potenziale per ridurre il peso della scocca di un'automobile è l'alluminio, che è il materiale più comunemente riciclato al mondo. L'alluminio può essere impiegato nella catena cinematica, nel telaio, nelle leghe e nelle strutture delle carrozzerie automobilistiche.
Negli anni passati c'è stato un uso sostanziale di alluminio e la ricerca di Sears afferma che 110 kg di alluminio utilizzati nei veicoli nel 1996 e stimati in aumento a 250-340 kg, inclusi con o senza prendendo le applicazioni del pannello della carrozzeria o della struttura entro il 2015. Mentre le previsioni parlano anche di applicazioni in alluminio nei coperchi del bagagliaio, nei cofani e nelle porte sospese e gli esempi recenti sono i propulsori, la struttura della carrozzeria, il telaio e l'aria condizionata. L'attuale tendenza chiave del materiale è per i blocchi motore, che è una delle parti più pesanti che vengono convertite dalla ghisa all'alluminio con conseguente notevole riduzione del peso.
Il recente sviluppo sta applicando alluminio lavorato su fusioni in alluminio e trova anche applicazioni in alluminio lavorato in scudi termici, rinforzi paraurti, alloggiamenti airbag, sistemi pneumatici, pozzetti, telai dei sedili, impatto laterale pannelli, ecc.
La recente Mercedes-Benz SL ottiene un peso della scocca in alluminio composto per il 44% da fusione di alluminio, il 17% di profilati di alluminio, il 28% di lamiera di alluminio, l'8% di acciaio e 3 % di altri materiali. Pesa meno del suo predecessore a causa dell'uso estensivo della costruzione in alluminio nelle decappottabili con tettuccio rigido retrattile, ma ha un prezzo maggiore.
Secondo Mercedes-Benz i miglioramenti aerodinamici di questo modello non solo riducono la resistenza aerodinamica, ma offrono anche una guida più silenziosa, con meno vento nell'abitacolo dall'alto verso il basso e ancora meno accumulo di sporco sui finestrini laterali. Tuttavia, la relativa resistenza all'urto di due veicoli simili, uno con più alluminio, l'altro con più acciaio, fornirà all'auto in acciaio un vantaggio in termini di sicurezza. Mentre, sulla base di una libbra per libbra, l'alluminio assorbe il doppio dell'energia d'urto rispetto al tipico acciaio automobilistico, l'argomentazione continua affermando che i veicoli si alleggeriscono l'alluminio contribuirà al risparmio di carburante, alle prestazioni e alla sicurezza.
Magnesio: Rispetto all'alluminio e all'acciaio/ghisa, il magnesio è rispettivamente del 33% e del 75% più leggero. Mentre, la resistenza alla corrosione delle moderne leghe di magnesio di elevata purezza è migliore di quella delle tradizionali leghe di alluminio pressofuso.
Ma i componenti in magnesio nei prodotti automobilistici presentano molti svantaggi di proprietà meccaniche/fisiche che richiedono un design unico per l'applicazione e il modulo e la durezza delle leghe di magnesio sono inferiori a quelli dell'alluminio e il coefficiente di dilatazione termica è maggiore. Tuttavia, va notato che nervature e supporti adeguati spesso possono superare i limiti di resistenza e modulo.
Dopo che l'UE ha dichiarato le emissioni di CO2 a meno di 120 g/kg, il magnesio è diventato il metallo più leggero ampiamente promosso e utilizzato nelle automobili in Europa. L'idea di riduzione dei costi nello sviluppo di componenti in magnesio fabbricato mirava a portare i prezzi delle parti circa il doppio di quelli delle parti in alluminio.
Plastica e compositi: A partire dal 1953 i materiali compositi polimerici Corvette hanno fatto parte dell'industria automobilistica. La preferenza per questi materiali è cresciuta a causa dei tempi di consegna ridotti, dei costi di investimento inferiori, del peso ridotto e delle opportunità di consolidamento delle parti, della resistenza alla corrosione, della flessibilità di progettazione, dell'anisotropia del materiale e delle proprietà meccaniche rispetto alla fabbricazione in acciaio convenzionale.
Tuttavia, l'impedimento si è verificato a causa degli elevati costi dei materiali, dei bassi tassi di produzione, delle preoccupazioni sulla riciclabilità e di diversi fattori che hanno ostacolato le applicazioni automobilistiche su larga scala dei compositi polimerici. Il costo dei materiali compositi è solitamente fino a 10 volte superiore quando si utilizzano fibre di carbonio rispetto a quelli dei metalli convenzionali e quindi gli obiettivi principali per lo sviluppo futuro devono essere l'uso di compositi ibridi, che comportano un basso costo. BMW e VW hanno dato un vantaggio nell'uso delle strutture in fibra di carbonio nei loro veicoli.
A un ritmo accelerato, le strutture in acciaio vengono sostituite da ibridi di metallo e plastica. Quindi, c'è una concorrenza sostanziale nel mercato dei materiali per applicazioni automobilistiche. Le crescenti preoccupazioni ambientali stanno anche accelerando la necessità di veicoli più leggeri per un minore consumo di carburante e anche per la necessità di riciclaggio.
Pertanto, l'industria automobilistica sta adattando strategie commercialmente valide come metalli e compositi alternativi per soddisfare la domanda e sostenere la crescente concorrenza del settore. Ma il collo di bottiglia dello scenario per il settore non è solo quello di soddisfare la domanda di veicoli leggeri e potrebbe anche sfidare le normative standard sui veicoli, le questioni infrastrutturali ed economiche della nazione.
Tuttavia, ci sono barriere significative nell'uso su larga scala di questi materiali principalmente a causa del costo delle materie prime o del grande investimento di capitale necessario per la trasformazione dei processi di formatura e il raggiungimento del cambiare gli standard e le normative in termini di affidabilità e affidabilità in caso di incidente. Quindi, c'è bisogno di ulteriori ricerche sui migliori processi, proprietà e materiali a basso costo per incassare questo redditizio settore al suo apice.
