Branża motoryzacyjna znajduje się obecnie w punkcie głębokiej transformacji, której kierunek wyznaczają elektromobilność, automatyzacja oraz zrównoważony rozwój. W odpowiedzi na rosnące oczekiwania wobec efektywności energetycznej, redukcji emisji CO₂ oraz funkcjonalności pojazdów, producenci sięgają po nowoczesne materiały, które łączą niską masę z wysoką wytrzymałością i możliwościami projektowymi. W tym kontekście tworzywa sztuczne zyskują szczególną pozycję – stają się nie tylko uzupełnieniem konstrukcji, ale często kluczowym komponentem umożliwiającym realizację zaawansowanych koncepcji inżynieryjnych.
Tworzywa sztuczne w konstrukcji nowoczesnych pojazdów
Zastosowanie tworzyw sztucznych w pojazdach wykracza daleko poza elementy dekoracyjne. Obecnie są one powszechnie wykorzystywane w konstrukcji nadwozi, systemów wewnętrznych, obudów układów technicznych, a także w podzespołach mechanicznych. W nowoczesnych samochodach udział komponentów z tworzyw sztucznych może sięgać nawet 15–20% całkowitej masy pojazdu.
Najczęściej wykorzystywane są materiały takie jak polipropylen (PP), poliwęglan (PC), akrylonitryl-butadien-styren (ABS), poliamid (PA6, PA6.6), a także ich kompozyty wzmacniane włóknem szklanym (np. PA6.6 GF30). Przykładowe elementy wykonane z tworzyw to m.in. osłony silnika, zderzaki, nadkola, panele drzwiowe, kratki wentylacyjne, obudowy systemów infotainment czy kanały powietrzne układu klimatyzacji.
Redukcja masy – korzyści dla spalania i zasięgu
Jedną z głównych zalet stosowania tworzyw sztucznych w motoryzacji jest możliwość znaczącej redukcji masy pojazdu. Lżejsze komponenty to mniejsze zapotrzebowanie na energię – zarówno w pojazdach spalinowych (niższe zużycie paliwa), jak i elektrycznych (zwiększony zasięg na jednym ładowaniu). Szacuje się, że każda redukcja masy pojazdu o 10% przekłada się na około 6–8% zmniejszenia zużycia paliwa.
Dodatkowo tworzywa sztuczne umożliwiają projektowanie zintegrowanych komponentów o skomplikowanych kształtach, łączących kilka funkcji konstrukcyjnych w jednym elemencie. Przekłada się to nie tylko na oszczędność wagi, ale również uproszczenie montażu i mniejszą liczbę operacji produkcyjnych.
Właściwości materiałowe dostosowane do wyzwań motoryzacji
Tworzywa stosowane w branży automotive muszą spełniać rygorystyczne wymagania pod względem wytrzymałości mechanicznej, odporności termicznej oraz stabilności wymiarowej. Elementy eksploatowane pod maską pojazdu są narażone na długotrwałe działanie wysokiej temperatury, olejów, smarów oraz drgań. Z kolei komponenty wnętrza muszą cechować się estetyką wykończenia, odpornością na promieniowanie UV i chemikalia stosowane podczas czyszczenia.
Nowoczesne tworzywa techniczne oferują właściwości precyzyjnie dopasowane do tych potrzeb. Przykładowo:
- PA6.6 GF30 (poliamid z 30% domieszką włókna szklanego) wykazuje wysoką sztywność i stabilność termiczną – idealną do uchwytów silnika czy elementów przekładni.
- ABS łączy estetykę powierzchni z odpornością na uderzenia – stosowany w deskach rozdzielczych, obudowach systemów elektronicznych i elementach dekoracyjnych.
- PC-ABS zapewnia trwałość strukturalną i odporność na zmienne temperatury – używany w osłonach baterii pojazdów elektrycznych i komponentach wnętrza kabiny.
W wielu przypadkach materiały te są modyfikowane pod kątem konkretnych wymagań: dodawane są środki uniepalniające, włókna wzmacniające, antystatyki lub stabilizatory UV.
Techniki produkcji – precyzja i efektywność
W produkcji części motoryzacyjnych z tworzyw kluczową rolę odgrywa zaawansowane przetwórstwo. Technologie takie jak wtrysk jedno- i dwukomponentowy, wtrysk z gazem, insertowanie (łączenie metalu i plastiku w formie), lakierowanie czy spawanie ultradźwiękowe pozwalają na realizację złożonych projektów przy zachowaniu powtarzalności i krótkiego czasu cyklu.
Formy wtryskowe stosowane w przemyśle motoryzacyjnym są często wielogniazdowe, co umożliwia seryjną produkcję tysięcy identycznych komponentów dziennie. Automatyzacja, systemy kontroli jakości i integracja danych z procesu wytwarzania z systemami klienta (np. traceability) to obecnie standard wymagany przez największe koncerny OEM i Tier 1.
Kompetencje przemysłowe – przykład firmy Hanplast
W odpowiedzi na wysokie wymagania branży motoryzacyjnej, firmy przetwórcze specjalizujące się w tworzywach sztucznych muszą wykazać się nie tylko zapleczem technologicznym, ale również zdolnością do realizacji projektów pod presją jakości, czasu i kosztów. Przykładem takiej organizacji jest Hanplast – bydgoska firma posiadająca ponad 30-letnie doświadczenie w produkcji elementów z tworzyw, także dla klientów z sektora automotive. Dzięki nowoczesnemu parkowi maszynowemu (ponad 50 wtryskarek o sile zwarcia do 2000 ton), technologii 2K, zgrzewaniu ultradźwiękami, lakierni przemysłowej i zespołowi konstrukcyjno-projektowemu, Hanplast jest w stanie realizować złożone zamówienia dla wymagających branż. Firma stosuje standardy jakościowe zgodne z oczekiwaniami przemysłu motoryzacyjnego, oferując jednocześnie elastyczność i indywidualne podejście do każdego projektu.
Elektromobilność i zrównoważony rozwój – nowe wyzwania dla tworzyw
Rosnąca popularność pojazdów elektrycznych i hybrydowych stawia przed producentami komponentów kolejne wyzwania. Wymagana jest nie tylko redukcja masy, ale także poprawa bezpieczeństwa termicznego (szczególnie w kontekście baterii), zwiększenie integracji funkcjonalnej oraz łatwość recyklingu materiałów. Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie w obudowach akumulatorów, elementach układów chłodzenia, izolacjach kablowych i strukturalnych ramkach mocujących.
W odpowiedzi na te potrzeby, rozwijane są również rozwiązania z zakresu bio-polimerów, tworzyw pochodzących z recyklingu oraz materiałów łatwiejszych do rozdziału po zakończeniu eksploatacji pojazdu. Takie podejście wpisuje się w koncepcję eko-projektowania i rozszerzonej odpowiedzialności producenta (EPR).
Tworzywa sztuczne są dziś nieodzownym elementem nowoczesnej motoryzacji – zarówno tej tradycyjnej, jak i napędzanej energią elektryczną. Ich wszechstronność, możliwość indywidualizacji właściwości, łatwość przetwarzania oraz potencjał w zakresie zrównoważonego rozwoju czynią je materiałem o strategicznym znaczeniu dla całej branży. Współpraca producentów samochodów z wyspecjalizowanymi dostawcami technologii przetwórstwa tworzyw – takimi jak Hanplast – stanowi fundament efektywnego wdrażania innowacji, które kształtują przyszłość mobilności.
