کاربرد پلاستیک در تولید چراغ خودرو

چنانچه بطور کلی بررسی کنیم لامپ اتومبیل از رفلکتور، پوسته، منبع نور، مدار الکترونیکی و قطعاتی جهت مونتاژ تشکیل شده است. مواد اولیه پلاستیکی جهت تولید چراغ خودرو معمولا شامل PC،PP، ABS و PMMA و غیره است. سوالی که وجود دارد اینست که آیا می دانید چگونه این مواد انتخاب شود؟ در این مقاله قصد داریم از راز نحوه ی انتخاب مواد پرده برداریم.

چرا پوسته لامپ از پلاستیک است؟

دلایل فراوانی در این مبحث وجود دارد که درادامه به آن می پردازیم.

• الاستیسیته پلاستیک بهتر از شیشه است و در ضربات شدید به راحتی شکسته نمی شود و چنانچه شکسته شود آسیب جدی به عابران پیاده و حیوانات نزدیک به حادثه وارد نخواهد شد.
• وزن کمتر نسبت به پوسته های شیشه ای (بین 0.3 تا 1.4 کیلوگرم).
• از مزایای دیگر آن می توان به مقاومت بالا نسبت به خوردگی، مقاومت خوب نسبت به ضربه، شفافیت بالا، قابلیت ایزوله سازی زیاد، رسانای حرارتی پایین، عملکرد مکانیکی مناسب، قابلیت شکل پذیری زیاد و پروسه تولید راحت اشاره کرد.

پلی کربنات (Polycarbonate) PC

PC در تولید چراغ خودرو بسیار مورد استفاده قرار می گیرد تا آنجا که %50 از مواد پلاستیک مورد استفاده در چراغ جلو از PC تشکیل شده است. از PC برای ساخت چراغ جلو و مه شکن بیش از چراغ های دیگر استفاده می شود.

چرا از پلی کربنات استفاده می شود؟

پلی کربنات یا همان PC مقاومت بالایی نسبت به ضربه  و شفافیت بالایی نیز دارد، همچنین دارای ویژگی های مکانیکی مناسب و عایق الکتریکی نیز می باشد، ثبات ابعادی و مقاومت بالایی نسبت به خیزش دارد. ساختار داخلی اتومبیل باعث ایجاد تفاوت دما در قطعات مختلف می شود و دمای بعضی قطعات مانند رفلکتور و حلقه های دکوراتیو ممکن است تا 100 و 160 درجه افزایش داشته باشد، لذا معمولا از PC،PC-HT استفاده می شود.

پلی پروپیلن Polypropylene ) ) PP

اکثر PP استفاده شده در چراغ خودرو، مهندسی است. تقریبا 30% وزنی از مواد پلاستیکی مورد استفاده در چراغ خودرو، از PP استفاده شده است، بعنوان مثال، جای چراغ عقب، جای چراغ جلو و چند قسمت دیگر نیز از PP تشکیل شده است. PP عایق خوبی است و مقاومت بالایی نسبت به خوردگی شیمیایی و خزش از خود نشان می دهد. این ماده در بین مواد پلاستیکی که به صورت عام استفاده می شود، بالاترین مقاومت حرارتی و الکتریکی را از خود نشان می دهد و در ضمن مزیت قیمتی این ماده نیز بی تاثیر نیست.

پلی بوتیل ترفتلات (polybutyle terefhthalate) PBT/PET

PBT  معمولا برای حلقه های اطراف چراغ و براکت های چراغ جلو مورد استفاده قرار می گیرد. PBT مهندسی شده همراه ABS و فایبر گلاس در ساخت تست بیرونی چراغ مه شکن مورد استفاده می شود. ویژگی مکانیکی آن مشابه PA و POM است. همچنین اصطحکاک کمی، ثبات دمایی و شیمیایی بالایی دارد. عایق الکتریکی بسیار خوبی با سختی بالا است. مقاومت به ضربه و عدم تغییر شکل و مقاومت به گرما از ویژگی های دیگر آن می باشد. رینگ اطراف چراغ در گذشته توسط PC مقاوم به حرارت ساخته می شد تا اینکه بتدریج و در سال های اخیر PBT/PET جایگزین آن شد.PBT نسبت به PC ویژگی های برجسته تری همچون مقاومت بالای حرارتی، امکان شکل پذیری بیشتر، هزینه کمتر، جریان پذیری خوب، سطح براق تر، مقاومت بالا در برابر هیدرولند و ثبات زیاد در پروسه تولید  را داراست. قیمت مواد اولیه نسبت به PC می تواند تا %40 کاهش یابد.

پلی آمید PA (Nylon)                                                                                                                     

پلی آمید مورد استفاده در چراغ جلو معمولاً با فایبر گلاس ترکیب می شود.

پیچ ها و براکت های مورد استفاده در چراغ جلو معمولاً از GF + PA یا PA66 + GF تشکیل شده است.

پلی آمیدهای آروماتیک مقاومت بیش تری نسبت به دما و حرارت و نسبت به پلی آمید معمولی از خود نشان می دهند.

در تولید بعضی قسمت های تنظیم کننده و مهم و براکت های درون لامپ از پلی آمید آروماتیک به همراه فایبر گلاس استفاده می شود.

پلی متیل  متاکریلات (Poly methyl methacrylate)  PMMA

PMMA معمولاً به نام اکریلیک یا پلکسی گلاس شناخته می شود. این ماده ترمو پلاستیک آمورف است و شفافیت و کارایی بالایی در اپتیک دارد و بیش از %90 تا %92 نور را از خود عبور می دهد. ضریب شکست آن 1.49 است و در مقابل تغییرات آب و هوایی مقاومت خوبی از خود نشان می دهد. سختی سطحی بالایی دارد و به صورت کلی عملکرد مناسبی از خود نشان می دهد. این ماده عمدتاً برای قطعات اوپتیکال شفاف استفاده می شود.

حالا سوال اساسی مطرح می شود که چرا در چراغ جلو خودرو از PC به جای PMMA استفاده می شود؟

هم PC و هم PMMA هردو شفافیت بالایی دارند و ویژگی های تولید مشابهی با هم دارند ولی تفاوت هایی در استفاده از نور آن ها وجود دارد.

اولا، دمای مقاومت به حرارت برای PC معمولا تا 130C و برای PMMA تنها تا 100C است.

ثانیا سختی PC بهتر از PMMA است در حالی که PMMA ترد و به راحتی با ضربه می شکند.

در نهایت قیمت واحد PC بیش تر از PMMA است.

به صورت کلی لامپ جلوی خودرو ساخته شده از PC ساخته می شود زیرا شفافیت بالا و حرارت چراغ جلو ضرورت استفاده از ماده ای با مقاومت حرارتی بالا را ایجاد می کند. همچنین، چراغ راهنما و آویز معمولاً از PMMA است، در کنار پارامتر قیمت ارزان و این نکته که چراغ راهنما هم معمولا تک سیگنال است و از قرمز گرفته تا دو رنگ نیز ساخته می شود.

ای بی اس  (ABS – PC/ABS)

در بخش تولید قطعات خودرو ABS معمولاً پس از ترکیب شدن با PC مورد استفاده قرار می گیرد.

با توجه به دمای کارکرد و مشخصات مکانیکی ABS، نسبت ترکیب PC  و ABS مشخص می گردد.

ABS و PC/ABS معمولاً در چراغ راهنما استفاده می شود.