Содержание
Из чего делают кузова автомобилей
Разрабатывая новую модель автомобиля, каждый производитель стремится повысить динамику своей продукции, но вместе с тем не лишить автомобиль безопасности. Хотя динамические характеристики во многом зависят от типа двигателя, немалое значение играет кузов авто. Чем тяжелее он будет, тем больше усилий будет прилагать ДВС для того, чтобы разогнать транспорт. Но если машина будет слишком легкой, это часто отрицательно сказывается на прижимной силе.
Облегчая свою продукцию, производители стремятся улучшить аэродинамические свойства кузова (о том, что такое аэродинамика, рассказывается в другом обзоре). Уменьшение веса транспортного средства осуществляется не только за счет установки агрегатов из легкосплавных материалов, но и благодаря облегченным кузовным деталям. Разберемся с тем, какие материалы используются для изготовления кузовов автомобилей, а также в чем плюсы и минусы каждого из них.
Предыстория автомобильных кузовов
Кузову современного автомобиля уделяется не меньше внимания, чем его механизмам. Вот каким параметрам он должен соответствовать:
- Прочный. При столкновении он не должен травмировать людей, находящихся в салоне. Жесткость на кручение должна обеспечивать сохранение формы авто при передвижении по неровной местности. Чем меньшим будет этот параметр, тем больше вероятность, что каркас авто деформируется, и транспорт будет непригодным к дальнейшей эксплуатации. Особенное внимание уделяется прочности фронтальной части крыши. Так называемый «лосиный» тест помогает автопроизводителю определить, насколько безопасным будет машина при столкновении с высоким животным, например оленем или лосем (вся масса туши приходится на лобовое стекло и верхнюю перемычку крыши над ним).
- Современный дизайн. В первую очередь искушенные автомобилисты обращают внимание именно на форму кузова, а не только на техническую часть машины.
- Безопасность. Все, кто находится в салоне автомобиля, должны быть защищены от внешнего воздействия, в том числе при боковом столкновении.
- Универсальность. Материал, из которого изготавливается кузов авто, должен выдерживать разные погодные условия. Вдобавок к эстетичности лакокрасочное покрытие используется для защиты материалов, которые боятся агрессивного воздействия влаги.
- Долговечность. Нередки случаи, когда создатель экономит на материале кузова, из-за чего автомобиль приходит в негодность спустя всего несколько лет эксплуатации.
- Ремонтопригодность. Чтобы после небольшого ДТП не пришлось выбрасывать автомобиль, изготовление современных типов кузова подразумевает модульную сборку. Это означает, что поврежденную деталь можно заменить на аналогичную новую.
- Доступная цена. Если кузов автомобиля будет изготовлен из дорогостоящих материалов, на площадках автопроизводителей будет скапливаться огромное количество невостребованных моделей. Такое часто происходит не по причине плохого качества, а из-за дороговизны транспортных средств.
Чтобы модель кузова соответствовала всем этим параметрам, производителям приходится учитывать особенности материалов, из которых изготавливается каркас и наружные панели кузова.
Чтобы производство автомобиля не требовало много ресурсов, инженеры компаний разрабатывают такие модели кузовов, которые позволяют совместить их основную функцию с дополнительными. Например, к конструкции авто крепятся основные агрегаты и детали салона.
Изначально конструкция автомобилей в основе имела раму, к которой крепились остальные узлы машины. Такой тип до сих пор присутствует в некоторых моделях авто. Примером тому служат полноценные внедорожники (у большинства джипов просто усиленная конструкция кузова, но нет рамы, такой тип внедорожников называется кроссовером) и грузовики. На первых автомобилях каждая панель, закрепленная на рамной конструкции, могла изготавливаться не только из металла, но также из дерева.
Первая модель с несущей конструкцией без рамы была Lancia Lambda, сошедшая с конвейера в 1921 году. Цельную стальную конструкцию кузова получила европейская модель Citroen B10, поступившая в продажу в 1924-м г.
Lancia Lambda
Citroen B10
Эта разработка оказалась настолько популярной, что большинство производителей тех времен редко когда отходили от концепции цельностального несущего кузова. Такие машины были безопасными. От стали некоторые фирмы отказывались по двум причинам. Во-первых, этот материал не во всех странах был доступным, особенно в военные годы. Во-вторых, стальной кузов очень тяжелый, поэтому некоторые ради установки ДВС с меньшей мощностью шли на компромисс в материалах кузова.
В период Второй мировой войны во всем мире сталь была дефицитом, так как этот металл полностью шел на военные нужды. Из желания продержаться на плаву, некоторые компании решали производить кузова своих моделей из альтернативных материалов. Так, в те годы впервые появились машины, кузов которых был алюминиевый. Пример таких моделей – Land Rover 1-Series (кузов состоял из алюминиевых панелей).
Другая альтернатива – деревянный каркас. Пример таких автомобилей – Willys Jeep Stations Wagon модификация Woodie.
Так как деревянный кузов не долговечный и нуждался в серьезном уходе, вскоре от этой идеи отказались, а вот что касается алюминиевых конструкций, производители всерьез задумались над внедрением данной технологии в современное производство. Хотя основная кажущаяся причина – нехватка стали, на самом деле не это было побуждающим фактором, из-за которого автопроизводители стали искать альтернативные варианты.
- С момента всемирного топливного кризиса большинству автобрендов пришлось пересмотреть технологию своего производства. В первую очередь, аудитория, требующая мощных и объемных моторов, резко сократилась по причине дороговизны топлива. Автомобилисты стали искать менее прожорливые машины. А чтобы транспорт при менее объемном двигателе был достаточно динамичным, требовался легкий, но при этом достаточно прочный материал.
- Во всем мире со временем стали сильнее ужесточаться экологические нормы по выхлопу автотранспорта. По этой причине начала внедряться технология по снижению потребления топлива, повышению качества сгорания воздушно-топливной смеси и увеличению КПД силового агрегата. Для этого нужно уменьшить вес всего авто.
Со временем появились разработки из композитных материалов, которые позволили еще больше снизить вес транспорта. Рассмотрим, в чем особенность каждого материала, который используется для изготовления кузовов автомобилей.
Стальной кузов: преимущества и недостатки
Большинство элементов кузова современного авто изготавливаются из стального проката. Толщина металла в некоторых отделах достигает 2.5 миллиметра. Причем преимущественно в несущей части используется низкоуглеродистый листовой материал. Благодаря этому автомобиль достаточно легкий и одновременно прочный.
На сегодняшний день сталь не в дефиците. Этот металл обладает высокой прочностью, из него можно штамповать элементы разной формы, а детали легко скрепить между собой при помощи точечной сварки. При изготовлении автомобиля инженеры уделяют внимание пассивной безопасности, а технологи – простоте обработки материала, чтобы себестоимость транспорта, насколько это возможно, была невысокой.
А для металлургии самая сложная задача состоит в том, чтобы угодить и инженерам, и технологам. Учитывая желаемые свойства, был разработан специальный сорт стали, который обладает идеальным сочетанием способности к вытяжке и достаточной прочности готового изделия. Это упрощает производство кузовных панелей и повышает надежность каркаса авто.
Вот еще некоторые плюсы стального кузова:
- Ремонт стальных изделий самый легкий – достаточно купить новый элемент, например, крыло, и заменить его;
- Его легко утилизировать – сталь отлично поддается вторичной переработке, благодаря чему у производителя всегда есть возможность получить дешевое сырье;
- Технология изготовления стального проката проще, чем обработка легкосплавных аналогов, поэтому сырье стоит дешевле.
Несмотря на эти преимущества, у стальных изделий есть несколько существенных недостатков:
- Готовые изделия самые тяжелые;
- На незащищенных деталях быстро появляется ржавчина. Если элемент не защитить лакокрасочным покрытием, повреждение быстро приведет кузов в негодность;
- Чтобы листовая сталь имела увеличенную жесткость, деталь нужно много раз штамповать;
- Ресурс у стальных изделий самый маленький по сравнению с цветными металлами.
На сегодняшний день свойство стали повышается за счет добавления в состав некоторых химических элементов, повышающих ее прочность, устойчивость к окислению и характеристик пластичности (сталь марки TWIP способна растягиваться до 70%, а максимальный показатель ее прочности составляет 1300МПа).
Алюминиевый кузов: преимущества и недостатки
Раньше алюминий использовался только для изготовления панелей, которые закреплялись на стальной конструкции. Современные разработки производства алюминия позволяют использовать материал также и для создания элементов каркаса.
Хотя этот металл по сравнению со сталью менее подвержен воздействию влаги, он обладает меньшей прочностью и механической эластичностью. По этой причине для снижения массы авто данный металл используется при создании дверей, ляд багажников, капотов. Чтобы использовать алюминий в каркасе, производителю приходится увеличивать толщину изделий, что часто работает против облегчения транспорта.
Плотность алюминиевых сплавов намного меньше, чем у стали, поэтому в машине с таким кузовом гораздо хуже шумоизоляция. Чтобы в салон такого автомобиля поступало минимум наружных шумов, производитель использует особенные технологии шумоподавления, из-за чего автомобиль будет стоить дороже по сравнению с аналогичным вариантом, имеющим стальной кузов.
Изготовление алюминиевого кузова на первых этапах схоже с процессом создания стальных конструкций. Сырье разбивается в листы, затем они штампуются в соответствии с нужным дизайном. Детали собираются в общую конструкцию. Только для этого используется аргоновая сварка. В более дорогих моделях используется лазерная точечная сварка, особенный клей или заклепки.
Аргументы в пользу алюминиевого кузова:
- Листовой материал легче штампуется, поэтому в процессе изготовления панелей требуется не такое мощное оборудование, как для штамповок из стали;
- По сравнению со стальными кузовами идентичная форма, выполненная из алюминия, будет легче, а прочность в то же время остается на одинаковом уровне;
- Детали легко обрабатываются и поддаются вторичной переработке;
- Материал более долговечный по сравнению со сталью – он не боится воздействия влаги;
- Стоимость технологического процесса изготовления меньше по сравнению с предыдущим вариантом.
Не все автомобилисты соглашаются на покупку авто с алюминиевым кузовом. Причина в том, что даже при незначительном ДТП ремонт машины будет дорогостоящим. Само сырье стоит больше, чем сталь, а если деталь нужно менять, автовладельцу придется искать специалиста, у которого есть специальное оборудование для качественного соединения элементов.
Алюминиевый кузов
«Крылатый» металл находит все большее применение в изготовлении кузовов (обычно в виде сплава с примесями других элементов). Алюминий существенно легче стали. Полностью сделанный из него кузов весит в среднем в два раза меньше стандартного стального, отнюдь не уступая ему в жесткости и прочности. Помимо этого, алюминий намного долговечнее — ржавчина ему фактически не страшна.
Однако данный материал стоит дороже и для сварки деталей из него нужно спецоборудование. Фактически для изготовления алюминиевых кузовов надо менять всю технологию их сборки, а для обслуживания и ремонта — модернизировать сервисные станции. Вдобавок алюминий сильнее пропускает шум и вибрацию, поэтому звукоизоляцию салона автомобиля приходится дополнительно усиливать. Из-за всего этого цена автомобиля значительно увеличивается. Поэтому производить автомобили с полностью алюминиевым кузовом могут позволить себе лишь немногие производители престижных моделей (характерный пример — представительский седан «А8» от ).
Однако многие фирмы нашли золотую середину: они делают машины, у которых из «крылатого» металла изготовлены лишь отдельные элементы кузова, к примеру, капот или крылья. Эти детали производят отдельно и монтируют на стальной каркас. Порой к нему присоединяют крупные части вроде целого передка, целиком выполненного из алюминия (в частности, так поступили создатели BMW 5-й серии Е60). Правда, при этом приходится обрабатыватъ панели специальным составом, который предотвращает коррозию на стыке алюминиевых и стальных деталей.
Пластиковый кузов: преимущества и недостатки
Вторая половина ХХ-го века ознаменовалась появлением пластика. Популярность такого материала объясняется тем, что из него можно изготовить любую конструкцию, которая будет намного легче даже алюминия.
Пластик не нуждается в лакокрасочном покрытии. Достаточно добавить в сырье нужные красители, и изделие приобретает нужный оттенок. К тому же оно не выцветает и его не нужно перекрашивать, когда на нем появляются царапины. По сравнению с металлом пластик более долговечный, он вообще не вступает в реакцию с водой, поэтому он не ржавеет.
Модель Хади имеет пластиковый кузов
Стоимость изготовления пластиковых панелей намного ниже, так как для тиснения не нужны мощные прессы. Разогретое сырье текучее, благодаря чему форма кузовных деталей может быть абсолютно любой, чего сложно достичь при использовании металла.
Несмотря на эти явные преимущества, у пластика есть очень большой недостаток – его прочность напрямую связана с условиями эксплуатации. Так, если температура воздуха на улице опускается ниже нуля, детали становятся хрупкими. Даже небольшая нагрузка может привести к тому, что материал лопнет или разлетится на куски. С другой стороны, с повышением температуры увеличивается его эластичность. Некоторые типы пластмасс деформируются при нагреве на солнце.
Вот по каким еще причинам пластиковые кузова менее практичны:
- Поврежденные детали поддаются вторичной переработке, однако для этого процесса нужно специальное дорогостоящее оборудование. То же касается производства пластмассы.
- Во время изготовления пластмассовых изделий в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ;
- Из пластмассы нельзя изготавливать несущие части кузова, так как даже крупный кусок материала не такой прочный, как тонкий металл;
- Если повреждается пластиковая панель, ее можно легко и быстро заменить на новую, однако это намного дороже, чем приварить металлическую заплатку к металлу.
Хотя в наши дни существуют разные разработки, которые устраняют большинство из перечисленных проблем, довести технологию до идеала все равно пока не удалось. По этой причине из пластика в основном делаются бамперы, декоративные вставки, молдинги, и лишь в некоторых моделях машин – крылья.
Пластиковый кузов
Пластик не так давно считался в автомобилестроении наиболее перспективным кузовным материалом. Он легче даже вышеупомянутого алюминия, ему можно придать любую, даже вычурную и замысловатую форму, да и покраска его обходится намного дешевле, ведь провести ее можно уже на стадии производства, используя различные химические добавки. Ну и наконец, этот материал уж точно не знает, что такое коррозия. Но недостатков у пластика гораздо больше и они довольно значимые.
Так, свойства пластика меняются под влиянием различных температур — мороз делает пластик более хрупким, а жара размягчает этот материал.
По этим причинам и ряду других из пластика нельзя изготавливать те детали, на которые оказываются довольно высокие силовые нагрузки, ремонту некоторые пластиковые детали и вовсе не поддаются, и требуют полной своей замены. Именно это привело к тому, что на сегодняшний день из пластика изготавливают лишь навесы, бампера да крылья.
Кузов из композитных материалов: преимущества и недостатки
Под понятием композитный подразумевается материал, в состав которого входит более двух составляющих. В процессе создания материала композит приобретает однородную структуру, благодаря чему конечное изделие будет обладать свойствами двух (или более) веществ, из которых состоит сырье.
Нередко композит будет получаться при склеивании или спекании слоев из разных материалов. Нередко для повышения прочности детали каждый отдельный слой армируется, чтобы в процессе эксплуатации материал не отслоился.
Кузов монокок
Самый распространенный композит, применяемый в автомобилестроении это стеклопластик. Материал получается путем добавления полимерного наполнителя в стекловолокно. Из такого материала делаются наружные элементы кузова, например, бамперы, радиаторные решетки, иногда головная оптика (чаще она изготавливается из стекла, а облегченные варианты – из полипропилена). Установка таких деталей позволяет производителю в конструкции несущих частей кузова использовать сталь, но при этом сохранить модель достаточно легкой.
Помимо перечисленных выше достоинств, полимерный материал занимает достойное место в автомобилестроении по следующим причинам:
- Минимальный вес деталей, но в то же время они обладают достойной прочностью;
- Готовое изделие не боится агрессивного воздействия влаги и солнца;
- Благодаря эластичности на стадии сырья производитель может создавать абсолютно разные формы деталей, в том числе самые сложные;
- Готовые изделия выглядят эстетично;
- Можно создавать огромные кузовные детали, а в некоторых случаях даже полностью весь кузов, как в случае с кит-карами (подробней о таких автомобилях читайте в отдельном обзоре).
Однако инновационная технология не может быть полной альтернативой металлу. Вот несколько причин тому:
- Стоимость полимерных наполнителей очень высокая;
- Форма для изготовления детали должна быть идеальной. В противном случае элемент получится некрасивым;
- В процессе изготовления крайне важно соблюдать чистоту рабочего места;
- Создание прочных панелей требует много времени, так как композит долго высыхает, а некоторые детали кузова многослойные. Часто именно из этого материала изготавливаются сплошные кузова. Для их обозначения используется крылатый термин «монокок». Технология создания монококовых типов кузовов следующая. Слой углеволокна проклеивается полимером. Поверх него укладывается другой слой материала, только так, чтобы волокна располагались в другом направлении, чаще всего под прямым углом. После того, как изделие готово, его ставят в специальную печку и выдерживают определенное время под высокой температурой, чтобы материал запекся и приобрел монолитную форму;
- Когда ломается деталь из композитного материала, ее крайне сложно отремонтировать (пример того, как ремонтируются автомобильные бамперы, рассказывается здесь);
- Детали из композитов не перерабатываются, а только уничтожаются.
Ввиду дороговизны и сложности изготовления, обычные дорожные автомобили имеют минимальное количество деталей из стеклопластика или других композитных аналогов. Чаще всего такие элементы устанавливают на суперкар. Пример такого автомобиля – Ferrari Enzo.
2002 Ferrari Enzo
Правда, некоторые эксклюзивные модели гражданской серии получают габаритные детали из композита. Примером тому служит BMW М3. У этого автомобиля крыша изготовлена из углеволокна. Материал обладает нужной прочностью, но при этом позволяет переместить центр тяжести ближе к земле, что увеличивает прижимную силу при вхождении в повороты.
Еще одно оригинальное решение в применении легких материалов в кузове авто демонстрирует производитель знаменитого суперкара Corvette. Почти полвека компания использует в модели пространственную металлическую раму, на которую крепятся панели из композитов.
Легкие металлы
До сегодняшнего дня продолжаются дискуссии о целесообразности применения легких металлов в кузовостроении
, так как используя их, можно существенно уменьшить вес конструкции. Как ни интересны алюминиевые кузова специальных (гоночных и спортивных) автомобилей и автобусов, тем не менее вероятность применения алюминиевого листа для массового производства легковых автомобилей мала по следующим причинам:
- Стоимость алюминия (как материала) почти в 3 раза больше, чем стали. Затраты на изготовление листа вследствие лучшей пластичности алюминия несколько меньше, в то же время масса листа меньше только на 30%, так как алюминий обладает меньшей прочностью, и в связи с этим приходится применять лист большей толщины. Однако автомобили продают не по весу, а увеличение стоимости материалов слишком заметно, поскольку снижение стоимости других элементов вследствие уменьшения общего веса, например, тормозов, шин и т.д., ничтожно мало, а снижение расхода топлива не сказывается на продажной цене автомобиля. Следовательно, автомобили с большим количеством алюминиевых деталей становятся существенно дороже.
- Вследствие меньшей прочности алюминия большинство деталей кузова, особенно элементы каркаса, должны иметь увеличенную толщину. Из-за меньшего модуля упругости жесткость, обусловливаемая формой кузова, а также его срок службы относительно малы, поэтому поглощение энергии при ударе тоже мало. Все это нежелательно с точки зрения безопасности.
- Чистые алюминиевые сплавы обладают достаточной коррозионной стойкостью. Однако не все детали и соединительные элементы кузова могут изготовляться из легкого металла, по меньшей мере в местах соединения алюминиевых и стальных деталей существует повышенная опасность возникновения коррозии. Последнюю можно уменьшить путем применения анодированного стального листа, но в этом случае резко возрастают затраты.
- Возникают трудности со сваркой и пайкой, которые становятся осуществимыми только при определенных условиях (защита от окисления).
По перечисленным выше причинам применение легкого металла в кузовах легковых автомобилей ограничивается внутренними деталями, изготовляемыми из листа, отливок или деформируемых сплавов, а также молдингами, возможно, бамперами. Досадно, что стоимость алюминия на мировом рынке постоянно сильно колеблется. В конечном итоге масса алюминиевых деталей, включая детали шасси, в европейских легковых автомобилях составляет около 2,2% общей массы.
Между тем некоторые модели серийного производства оснащаются капотом из алюминия.
Как сделать автомобиль своими руками
Желание сделать автомобиль своими руками возникает от вдохновения и мотивации. Это может быть дорогой спортивный автомобиль, который Вы не можете себе позволить купить, либо желание создать автомобиль с собственным дизайном. Есть несколько способов реализовать свою мечту. В этой статье я расскажу о том, как сделать автомобиль своими руками. Рассмотрим как создаётся макет-основа для формовки кузова, способы изготовления кузова автомобиля, а также как можно собрать автомобиль своими руками из готового набора (kit-car).
Содержание:
Что нужно уметь, чтобы сделать автомобиль своими руками?
Процесс создания автомобиля своими руками нельзя назвать простым. Даже известные автопроизводители иногда допускают ошибки в расчётах и сборке автомобилей. Тем не менее, если есть большое желание и умение работать руками, то, используя доступные материалы и инструменты, можно сделать автомобиль самостоятельно. Кроме всего прочего, для этого требуется сильная воля и упорство, тогда можно получить впечатляющие результаты.
Базовые знания и навыки, которые необходимы это: понимание устройства автомобиля, умение работать с металлом, стекловолокном и шпаклёвкой, умение пользоваться сварочным аппаратом, базовые знания электрики автомобиля.
Некоторым вещам, которые Вы не умеете делать, придётся научиться в процессе создания автомобиля. Многое можно изучить из руководств и информации из Интернета. На этом сайте есть статьи об автомобилях, созданных любителями, не обладающих большим опытом и обучавшихся всему в процессе постройки самодельной машины. Вот два примера: статья “о создании драгстера, стилизованного под Ferrari Enzo” и вторая статья “о создании автомобиля Scorpione”. Иногда будет разумно прибегнуть к помощи специалистов. Подумайте, что Вы сможете сделать сами, а для какого этапа лучше привлечь другого мастера. Многим хочется думать, что они первоклассные мастера на все руки и всё смогут сделать самостоятельно, без привлечения помощи. Это, порой, является причиной, почему проект затягивается на слишком долгое время. Ведь то, что может сделать опытный профессионал за день, любитель может провозиться неделю, а то и дольше. К примеру, если Вы не умеете красить, то можно самому подготовить кузов к покраске, а на саму покраску отвезти машину к маляру. Либо обтягивание салона обивочным материалом можно доверить специалистам в этом деле. Таким образом, общий процесс создания автомобиля не будет казаться нереальным.
Мастерская и инструменты
Нужно располагать тёплой мастерской с достаточным свободным пространством.
Изготовление автомобиля своими руками требует наличия необходимых инструментов. Специальные инструменты и станки позволяют сделать работу быстрее и проще, но без них можно обойтись.
Вот основные необходимые инструменты, которые нужны при создании автомобиля своими руками:
- Необходимо иметь хороший верстак с большими тисками.
- Полный набор ручных инструментов
- Дрель, а лучше установку для вертикального сверления
- Болгарка
- Сварочный аппарат (лучше полуавтомат)
- Компрессор. Для покраски и для функционирования пневмоинструментов.
- Краскопульт
- Зажимы разных размеров (для крепления деталей перед сваркой)
- Киянки разных размеров и форм, молотки и поддержки для формовки металла (в случае создания кузова из листового металла). и листогибочный станок (для более лёгкой формовки листового металла). Как уже упоминалось ранее, без этих станков, молотков и киянок можно обойтись, даже если делать кузов из листового металла. Разные методики создания кузова мы рассмотрим в этой статье ниже.
Вот пример автомобиля, кузов которого сделан из алюминия на станке “английское колесо”. Подробнее о мастере и его автомобилях можете почитать в статье “Крис Рунге и его автомобили из полированного алюминия”.
Как самому сделать автомобиль с нуля?
Изготовление автомобиля с нуля предполагает создание всех его компонентов и правильная их компоновка. Это очень непростой процесс и может затянуться на неопределённо долгое время. К примеру, американец Кен Имхофф делая копию автомобиля Lamborghini Countach, максимально приближенную к оригиналу, изготавливал практически всё с нуля, даже колёсные диски. Будучи профессиональным формовщиком металла, он потратил 17 лет, чтобы полностью завершить проект. В интервью он признался, что это было не выгодное занятие и было для него как интересная игра. Чаще всего, при создании автомобиля своими руками, в качестве основы берётся существующий серийный автомобиль и переделывается. Это самый реальный путь сделать автомобиль своими руками – сделать самостоятельно каркас, кузов и интерьер, а все остальные компоненты взять готовыми, у другого автомобиля или нескольких автомобилей. Точно также делают небольшие производители автомобилей по всему миру в последние 50 лет или больше.
Нужно обзавестись необходимыми руководствами по автомобилю, который будет использоваться в качестве донора, чтобы понимать устройство всех его узлов (двигателя, рулевого управления, подвески, тормозной системы, электрики).
Создание собственного дизайна кузова
Многие автолюбители мечтают об обладании одного единственного автомобиля с необычным дизайном, автомобилем своей мечты. Можно спроектировать и сделать такой автомобиль самостоятельно. Начало планирования дизайна и строительства автомобиля начинается с идеи. Дизайн может быть индивидуальным, либо комбинировать в себе существующие формы, взятые с других автомобилей. К примеру, это может быть передняя часть, похожая на одну машину, а задняя — на другую. Когда образ вашего автомобиля будет придуман, то его нужно нарисовать. Существует множество графических компьютерных программ, которые помогут спланировать и спроектировать автомобиль. Решив, как будет выглядеть ваш автомобиль, нужно понять, какая колёсная база под него подойдёт. Нужно выбрать донора, похожего по параметрам, чтобы колёсная база соответствовала, или же её нужно будет изменить.
Изготовление полномасштабного макета-основы для создания кузова
Для создания кузова нужно сделать макет-основу. По этой основе можно будет подгонять листовой металл (формуется станком “английское колесо” или молотками и киянками и на каждом этапе прикладывается к макету), либо сформовать стекловолокно, пропитанное полиэфирной смолой. После формовки кузова, макет-основа никак не участвует в конструкции автомобиля, а готовые панели крепятся к структурным элементам конструкции автомобиля.
Для проектирования может использоваться компьютер (программа CAD или Alias) с дальнейшей распечаткой полномасштабных чертежей на плоттере. Существуют и уже готовые шаблоны популярных автомобилей в электронном виде, которые можно купить или найти в свободном доступе в интернете. Также есть американские компании, которые могут изготовить шаблоны для макета-основы любого автомобиля на заказ.
Виртуальная схема макет-основы для создания копии кузова Mercedes-Benz SLR 300.
Можно использовать и старый метод создания макета-основы, без применения компьютера. В нём есть свои преимущества. Старый метод создания макета-основы применялся кузовостроителями много лет. Для этого должен быть нарисован рисунок всех сторон автомобиля (см. иллюстрацию) со шкалой, которая расчерчена на квадраты.
В переводе на реальный размер, расстояние между линиями составляет 10 дюймов (25 см). По квадратам будет проще контролировать размер и форму при изготовлении макета. Далее, чтобы получить трёхмерную модель рисунков, нужно сделать маленький макет автомобиля. Макет можно сделать из глины для лепки или пластилина. Во время работы с глиной, Вы, приближаясь к финальной форме, скорее всего, многое измените в дизайне. Так происходит, потому что модель предстаёт перед Вами в другой перспективе. После изменений в дизайне, нужно внести изменения в чертёж.
Далее слепленная модель разрезается на поперечные сегменты, которые очерчиваются по контуру (см. фото), и по ним изготавливаются шаблоны из картона. Так как обе стороны автомобиля симметричные, то шаблоны на вторую сторону можно делать только по одной стороне. Каждый шаблон должен быть пронумерован в соответствии с его расположением.
Следующим шагом нужно увеличить эти шаблоны до полного размера. Для увеличения и переноса на бумагу используется проектор. Если нет проектора, то можно увеличить шаблоны, копируя их на большую бумагу, соблюдая пропорции (по квадратам). Потом нужно сделать полноразмерные шаблоны. Для создания окончательных полномасштабных шаблонов лучше всего подходит берёзовая фанера 12 мм, но можно использовать и другой материал (рассмотрим ниже). Теперь нужно собрать все шаблоны воедино, чтобы получить макет-основу для формовки кузова.
Полномасштабный деревянный макет-основа для создания копии кузова Mercedes-Benz SLR 300. Примерка сформованного листового металла на деревянном макете-основе концепта спортивного автомобиля.
Для изготовления макета-основы могут использоваться разные материалы:
- Фанера
- МДФ (более дешёвый вариант фанеры)
- Проволока или арматура
- Монтажная пена+ картон (подходит для создания кузова из стекловолокна)
- Пластилин или глина для лепки
Разные материалы для создания макета-основы имеют разные особенности. Дерево даёт хорошую визуализацию во время процесса изготовления конструкции, но горит, когда на нём варятся панели кузова. Открытая конструкция (каркас из проволоки) хорошо гнётся в разные изгибы кузова, и дают лёгкий доступ с обратной стороны, для воздействия молотком и поддержкой на листовой металл. Картон и монтажная пена, создающая основной объём, хорошо подходят для создания кузова из стекловолокна (этот процесс мы рассмотрим ниже). Глина для лепки в этом процессе удобна, но самая дорогая вещь. Для создания полномасштабного макета потребуется более 200 кг глины. Стоимость пластилина или глины окупится, если её использовать повторно.
После того, как конструкция 3D-модели автомобиля готова, она будет служить формой для формовки листового металла для кузова автомобиля, либо кузова из стекловолокна.
Способы создания кузова автомобиля своими руками
Вот базовые способы, при помощи которых в наши дни можно сделать автомобильный кузов:
- Каркас + облицовка из формованного листового металла.
- Создание кузова без силового каркаса, с использованием более толстого металла для панелей.
- Создание панелей из отдельных сегментов, свариваемых вместе.
- Формовка из стекловолокна.
- Комбинация способов
Каркас и облицовка (панели из листового металла)
Использование киянки и деревянного штампа, сделанного из массива дерева, для формовки панели кузова.
Это традиционный метод изготовления кузова, использовавшийся ещё при постройке карет. Базовый каркас кузова делается из дерева или металла. Далее листы облицовки крепятся на этот каркас. Кузов такой конструкции чаще всего применяют частные автомобилестроители, так как его легко спроектировать, построить и ремонтировать при повреждении (в отличие от кузова “монокок”, который считается более продвинутым, но применяется реже). Каркасом является так называемая пространственная рама (space frame). Кузов с такой рамой использует множество сегментов профильного металла (обычно стальных), соединённых вместе, чтобы сформировать прочную конструкцию. Прочность достигается за счёт поперечин. Нужно определить нагрузки, которые будут воздействовать на кузов и, в соответствии с этими нагрузками, нужно создать необходимые усиления профильными трубами. С трубами, имеющими квадратное сечение проще работать, чем с круглыми. Их проще стыковать друг с другом. Круглые трубы сложнее соединять, но они более прочные. При формовке листового металла используются киянки, молотки, поддержки, деревянные штампы, станок “английское колесо”.
Панели из толстого металла без пространственной рамы
При этом методе не используется силовой каркас (пространственная рама), на которую навариваются листы. Вместо этого применяются листы большей толщины, которые прочнее обычного листового металла. Жёсткость конструкции придаёт взаимное крепление панелей между собой. Такие кузова крепятся на шасси и должны иметь отдельные структурные элементы (не несущие большой нагрузки), на которые крепятся листы. Таким способом часто делают кузов для хот-рода. Недостатком такого способа является сложность формовки панелей из толстого металла и большой вес автомобиля.
Создание панелей из отдельных сегментов, свариваемых вместе
Панели для создания кузова могут создаваться из нескольких сегментов, сваренных вместе. Для этого, в качестве основы, используется проволочный каркас (для контроля и удержания формы), на который и приваривают все части панели. В зависимости от размера и формы, к обратной стороне панели могут быть добавлены усилители. Такой способ позволяет обойтись без формовки сложных панелей при помощи специальных формовочных станков.
Формовка кузова из стекловолокна
Спортивные автомобили с кузовом из стеклопластика появились ещё в конце 1951 года.
Chevrolet Corvette 1953 года выпуска был первым серийным автомобилем с кузовом из стекловолокна.
Chevrolet Corvette 1953 года выпуска стал первым серийным автомобилем с кузовом из стеклопластика. Человек демонстрирует лёгкий вес кузова.
Стеклопластиковый кузов может быть сформован целиком, одной цельной частью.
Преимуществами кузова из стекловолокна являются лёгкий вес, дешевизна при производстве в небольших количествах, не подверженность коррозии. Недостатками являются низкое визуальное качество получаемой поверхности, требующей дальнейшего выравнивания, стекловолокно не может играть роль силовой конструкции, способной выдержать значительные нагрузки, поэтому должно устанавливаться на каркас.
Для создания макета в сегодняшние дни популярно применение картона (в качестве основного макета-основы, создание которого описано выше) со строительной пеной (для заполнения промежутков между картонными шаблонами) и дальнейшая доводка неровностей шпаклёвкой.
Процесс изготовления макета-основы кузова болида с применением монтажной пены.
Существует два способа сформовать панели из стекловолокна. Оба способа требуют создания полномасштабного макета (как было описано выше).
- Кузов формуется напрямую, сверху макета. Такая формовка потребует дальнейшего выравнивания шпаклёвкой, так как поверхность получается грубой.
- Поверхность макета идеально выравнивается и даже окрашивается. С него делается форма из полиэфирной смолы и стекловолокна. Далее полученная форма усиливается. Её внутренняя часть получается очень гладкой и может использоваться для создания копий панелей из стеклопластика с гораздо более ровной поверхностью, чем при первом способе. Если требуется создавать несколько копий одинаковых деталей, то лучше создать такую форму. В остальных случаях, стекловолокно формуется поверх полноразмерного макета напрямую.
Выбор донора
Автомобиль-донор должен подходить по геометрическим параметрам к вашему проекту. Лучше в качестве донора выбрать надёжный и простой в обслуживании автомобиль, запчасти на который стоят не очень дорого. Чтобы сэкономить, можно, в качестве донора, купить машину с повреждённым кузовом.
Иногда, при создании автомобиля своими руками, используются двигатели от мощных мотоциклов. Они сочетают лёгкий вес и приличную мощность при маленьком объёме.
Кит-кар
Это ещё один способ сделать автомобиль своими руками. Кит-кар (от англ. kit-car) – это автомобильный набор, который продаётся производителем, как комплект запчастей и содержит подробную инструкцию по сборке, а покупатель потом его собирает самостоятельно. Обычно основные механические системы, такие как двигатель и трансмиссия берутся от автомобиля-донора или же покупаются новыми у отдельных производителей.
Кит-кары появились с ранних лет автомобилестроения. В 1896 году англичанин Томас Хилер-Вайт (Englishman Thomas Hyler-White) разработал дизайн для автомобиля, который можно было собирать дома.
В течение 1970‑х годов кит-кары имели кузова, стилизованные под спортивные автомобили, которые были спроектированы, чтобы прикрепляться на раму VW Beetle. Это было популярно, так как кузов этого автомобиля мог легко отделяться от шасси, после чего оставались все механические компоненты, прикреплённые к раме. По этой причине, VW Жук стал одним из самых популярных доноров всех времён. Примеры такой переделки включают Bradley GT , Sterling и Sebring, которые изготавливались тысячами и многие по-прежнему сохранились.
Современные кит-кары представляют собой реплики известных и дорогих автомобилей. Реплики имеют внешний вид, идентичный оригиналу, но кузов сделан из стекловолокна и полиэфирной смолы, вместо листового металла, как оригинальный кузов. Места крепления капота, дверей и крышки багажника, усиливаются металлическими вставками, заламинированными в стекловолокно и смолу.
Infinity G35 coupe, подготовленный к установке нового кузова из стеклопластика. Часть кузова срезана, добавлен силовой каркас нужной формы.
Кит-кары могут быть разной комплектации. Больше распространены кит-кары, которые предназначены только для замены кузова конкретного донора (Re-body Fiberglass Kit). К примеру, Vaydor Body Kit, производит кузова из стекловолокна для Infinity G35 coupe 2003–2007 года. Часть кузова срезается и устанавливается каркас, подходящий по форме к кузову из стекловолокна. Такая переделка требует меньше технических знаний, так как вся техническая часть остаётся от работающего серийного автомобиля.
Кузов компании Veydor на базе Infinity G35 coupe.
Преимущество изготовление автомобиля из набора kit-кара в том, что до вас это уже много раз делали и могут помочь советом. К тому же, сам производитель всегда может оказать поддержку в создании автомобиля. Если же изготавливаете эксклюзивный автомобиль с нуля самостоятельно, то вам остаётся надеяться только на себя.
Подготовка автомобиля к покраске и покраска
По подготовке к покраске есть множество видео и текстового материала. Покраску можно перепоручить другим мастерам, либо сделать самому. Качество покраски на 95% зависит от правильной, качественной подготовки. Краска не скроет неровности и несовершенства поверхности, а лишь подчеркнёт их.
Регистрация самодельного автомобиля
Многое зависит от страны, где вы живёте и требований к автомобилям при регистрации. Если же Вы не собираетесь ездить на автомобиле по дорогам общего пользования, то с этим проблем не возникнет.
В России регистрация самодельного автомобиля реальна. Для этого необходимо пройти целый ряд процедур. Машину нужно будет сертифицировать в лаборатории «Ростехрегулирования». Нужно будет предоставить техническую документацию и чертежи самодельного автомобиля. Конструкция машины должна соответствовать установленным техническим требованиям. Эксперты обратят внимание на габариты автомобиля, рулевое управление, эффективность тормозной системы, работу светотехники. Также будет проверено содержание вредных веществ в выхлопе. После прохождения всех процедур экспертизы владелец самодельной машины получит одобрение (документ). Это даёт возможность получения техпаспорта. Далее следует ещё ряд формальностей до окончательной регистрации автомобиля. При удачном завершении регистрации, владелец автомобиля получает свидетельство о регистрации транспортного средства, где в графе марка авто числится «Самодельный».
Источник http://https://auto-nota.ru/tyuning-i-servis/iz-chego-sdelan-korpus-mashiny.html
Источник http://https://kuzov.info/kak-sdelat-avtomobil-svoimi-rukami/