Алуминият е лек и издръжлив метал, който не се среща в природата в чист вид. За първи път е получен от физика Ханс Кристиан Ерстед през 1824 г. Използвайки електролиза, ученият изолира най-чистия алуминий от скала, наречена боксит. И в наше време процесът на извличане на "крилатия" метал се извършва по същата технология, вече в индустриален мащаб.

Няма чист алуминий

В суров вид алуминият практически не се използва. За да се направи нещо от него, характеристиките на основата трябва да се подобрят чрез смесване с различни видове добавки. Например, за производството на автомобилни части (за каросерията, двигателя, джанти и др.) чистият метал се легира с магнезий, манган или силиций и резултатът е материал със структура, която е по-издръжлива и податлива на обработка.

Алуминият се използва в автоиндустрията от края на предишния век - през 1899 г. на изложение в Берлин е показан концептуален автомобил Durkopp с олекотени панели на каросерията. И само три години по-късно вече добре познатият Карл Бенц представи първия двигател, изработен от този метал, който е подготвен за участие в автомобилни състезания.

А първият сериен автомобил с изцяло алуминиева каросерия беше Audi A8 от 1994 г. При него както носещата рамка, така и външните панели бяха направени от лекия метал. Днес почти всички автопроизводители използват алуминий. Вярно е, че за да не се оскъпява излишно производството, той често се използва само за отделни части на тялото или на шасито.

Обемът на използване на алуминий в автомобилната индустрия обаче нараства ежегодно - според експертни оценки, в момента той съставлява почти 1/3 от потреблението на този метал, произведен в света. И така:

защо е толкова добър?

Основното предимство на алуминия е съотношението якост към тегло. В сравнение с класическата стомана, той е средно с 60% по-лек, което може значително да намали теглото на автомобила, както и разхода на гориво и вредните емисии.

Освен това почти не ръждясва, не се магнетизира и поради добрата си пластичност лесно се обработва под налягане. В същото време процесът на рециклиране на този метал е прост - той може да се разтопява отново и отново без загуба на свойства.

Тези нюанси не само опростяват, но и ускоряват производствените процеси, а също така позволяват на инженерите постоянно да експериментират със структурата на метала, с различни видове и форми на автомобилни части.

Що се отнася до т.нар. експлоатационни предимства, които могат да се усетят, алуминият, в сравнение със стоманата, има отлично поглъщане на вибрации и удари - той "поема" 50% повече енергия и предотвратява по-нататъшното им разпространение. И това е не само комфорт при шофиране по неравни повърхности, но и повишена безопасност на пътниците в случай на злополука.

Алуминиевият скелет има и положителен ефект върху управлението на автомобила, тъй е с висока устойчивост на натоварвания при усукване. Това добавя стабилност на автомобила при завиване и отзивчивост при маневриране.

В допълнение, компонентите на окачването, изработени от алуминий, намаляват нересорното тегло на автомобила, което подобрява качеството му на возене. Изобщо, този метал изглежда като перфектния материал...

Алуминият обаче

има и редица сериозни недостатъци.

Първо, производството. Частите от алуминиеви сплави са технически трудни за закрепване една към друга. Необходими са сложни методи (лазерно заваряване, занитване, залепване, болтови съединения), както и високоспециализирано оборудване. Например заваряването на алуминиеви елементи е възможно само с лазерен метод или в среда от инертен газ (например аргон).

В същото време е необходимо да се контролира стриктно процесът на заваряване, тъй като алуминият е много капризен метал и по него могат да се образуват пукнатини.

Всички тези трудности водят до втория недостатък - високата цена на производствения процес. Суровини, сложно оборудване, квалифициран персонал - всичко това изисква значително време и пари, което оскъпява една производствена машина.

Трето, формите и размерите на елементите. За да се произведе, например, алуминиево тяло, което е сравнимо или по-добро по здравина от стоманата, структурата му трябва да бъде направена дебела. Добър пример е рамката на велосипед - там стоманата е тънка, а алуминият е дебел.

Така че някои елементи на каросерията на автомобила се оказват прекалено големи, което намалява полезното пространство в колата и влошава общата видимост за водача и пътника (широки предни, централни и задни колони). В допълнение - този метал добре провежда шума, който трябва да бъде заглушен с допълнителни слоеве изолационен материал, което отново оскъпява производството.

Алуминият е и труден за ремонт. При удар и деформация структурата на метала се нарушава. Ето защо поправката почти винаги завършва с подмяна на цялата част. И само в някои случаи повреден елемент може да бъде възстановен (и на много висока цена) чрез замяна на деформираната зона с пластир и подсилващи облицовки.

Интересни приложения

Дъното на електрическия автомобил Tesla Model S е защитено от тройна защита от метални листове, които предпазват батерията от външни влияния. Първо идва слой от кух алуминий, необходим за отразяване на различни предмети, които попадат под колата. Следва подсилваща титанова плоча, а на последния етап има солидна 8-милиметрова алуминиева греда за допълнителна здравина.

Също така 2/3 от масата на състезателна кола от Формула 1 е алуминий? Например, монококът е направен от композит, съставен от два слоя въглеродни влакна и алуминиева "пчелна пита". Тази конструкция дава възможност да се постигне голяма граница на безопасност при изключително ниско тегло на конструкцията.