自動車産業におけるアルミニウム部品の使用は非常に一般的であり、アルミニウム部品にはいくつかの利点があります。まず、この原材料は錆びにくく、放熱性に優れ、車両全体の重量を減らすことができます。アルミニウム合金は加工時に高い塑性を持つことで知られており、様々な複雑かつ軽量な部品を作ることができます。最後に、アルミニウム合金材料は環境認証基準を満たしている。
車体の素材としてのアルミは、エンジン、トランスミッション、シャシーの3大構成部品と比較しても、強度で劣ることはない。新車にアルミ合金ボディが採用されれば、メーカーはプレゼンテーションでその利点を強調するだけでなく、カーショーやディーラー、ショッピングモールなどでむき出しのアルミボディを披露する。消費者もアルミの使用量に大きな関心を寄せており、新車のアルミ部品が減れば、ネット上のマニアから強い反発を受けるかもしれない。そこで疑問が生じる：アルミニウムの強度はスチールに比べてどの程度なのか？軽量であること以外に、アルミニウムにはどのような独自の利点があるのか？なぜ自動車メーカーはアルミを好むのか？
軽量
格安車に使われているスチールに比べれば、 アルミニウム合金の最も大きな利点 はその軽量性にある。鋼鉄の密度が7.8g/cm³であるのに対し、アルミニウムの密度はわずか2.7g/cm³である。つまり、同等の体積に対して、アルミニウムの重量は鋼鉄の約3分の1しかなく、よく知られた軽量素材である チタン合金 密度は4.5g/cm³である。
アルミニウム合金材料による自動車の軽量化は、多くのメリットをもたらします。自動車が軽くなると慣性が小さくなるため、加速、減速、コーナリング時の状態変化に対する抵抗が減り、応答速度が向上します。この軽量化により、燃料消費量も大幅に削減される。調査によると、車両重量が100kg軽くなるごとに、燃料消費量は100kmあたり0.3～0.6リットル減少するという。厳しい燃費・排ガス規制が実施されていることを考えると、この削減は極めて重要である。
慣性的な利点に加え、より軽量なアルミニウム合金のカバーを使用することで、車両の重心を下げ、前後重量配分を最適化することができます。この最適化により、コーナリング中の車体のロールが減少し、ハンドリングとドライビング・エクスペリエンスが向上します。
電気自動車の場合、アルミニウムの利点はさらに顕著になります。重量が10%増加するごとに、電気自動車のエネルギー消費量は5.5%増加します。ボディにアルミニウムを使用することによる軽量化は、より効率的なエネルギー使用と航続距離の延長につながるため、アルミニウムはハイエンドの電気自動車に好まれる選択肢となっています。
サスペンション・コンポーネント
アルミニウム合金は、自動車の歩行部分、特にコントロールアームのようなサスペンション部品で輝きを放ちます。アルミニウム製コントロールアームの軽量化は、慣性力の低減を意味し、より容易な動きを可能にします。この改良された動きは、特にでこぼこした路面でのタイヤの接地性を高め、車両をよりコントロールしやすくし、乗り心地を向上させます。
強化された剛性
自動車の剛性を高めるには、一般的に材料を増やすことで達成される。しかし、アルミニウムの優位性はこの面で明らかになります。同じ強度を得るためにアルミは鉄に比べて40%もの体積を必要とするが、同じ体積であれば重量は鉄の3分の1に過ぎない。このため、アルミボディのクルマは "無謀な "材料追加によって優れた剛性を実現し、スチールボディのクルマを凌駕するのである。
エネルギー吸収
アルミニウム合金の柔軟性と弾力性は、エネルギーを吸収するのに有効であり、これはアルミニウム製の飲料缶に見られる性質である。衝突の際、アルミニウムは同重量の鋼鉄の2倍のエネルギーを吸収することができる。この特性は、変形しやすい部分にアルミニウムを使用することで衝突安全性を高め、乗員コンパートメントに伝わる衝撃を軽減するのに有効です。
しかし、アルミニウムはその柔らかい性質から、自動車のAピラーやBピラーのような剛性の高い部分には適さない。1800MPaの強度を持つ超高強度熱間成形鋼のような高度な鋼材製造技術が登場した。これらの鋼は、強度と重量の両方でアルミニウムを上回っており、魅力的な代替案を提供している。
耐食性
亜鉛メッキ鋼板は耐食性のためによく使用されますが、過酷な条件下ではアルミニウム合金がそれを上回ります。アルミニウムはその表面に緻密な酸化アルミニウム膜を自然に形成し、環境とのさらなる反応を防ぎます。この耐食性は、道路塩やその他の腐食剤が使用される地域では特に有利です。
おわりに
要約すると、軽量性、剛性の向上、エネルギー吸収能力、耐食性など、アルミニウムの材料特性は、さまざまな自動車部品に好まれる選択肢となっている。アルミニウムへの注目は、自動車業界が軽量化、燃費の向上、厳しい環境基準への適合を追求していることが背景にある。製造コストや修理コストに課題はあるものの、最新の自動車におけるアルミニウムの利点はこれらの懸念を上回るものであり、その結果、自動車産業で広く使用されるに至っている。 自動車産業.
