GM công bố vật liệu thân xe nhẹ và cứng hơn cả nhôm, thép
Hiện tại những cấu trúc giúp thân xe có trọng lượng nhẹ nhất thường được các mác xe “nhà giầu” sử dụng là hợp kim nhôm, sợi tổng hợp (carbon). Nhưng mới đây hãng xe GM lại vừa công bố họ đã thành công trong phương pháp tạo ra một dạng vật liệu khác có thể còn tốt hơn cả nhôm và thép. Đó là những tấm hợp kim magiê được tạo hình theo cấu trúc thân xe.
Một trong các yếu tố tạo nên sức cạnh tranh giữa các nhà sản xuất ôtô là chỉ số tiết kiệm nhiên liệu, cũng là một yếu tố luôn hấp dẫn người mua xe. Cho dù nhiều khi con số giảm lượng tiêu thụ có khi chỉ vài phần trăm, nhưng mang tính tâm lý rất quan trọng với quyết định mua xe của người tiêu dùng. Chính vì vậy mà các hãng xe đã đầu tư rất nhiều nghiên cứukỹ thuật cải tiếntừ động cơ tới thiết kế, trong đó cóbiện pháp giảm trọng lượng xe.
Giải pháp này có vẻ là một đề bài đơn giản nhất, nhưng không hoàn toàn như vậy. Giảm trọng lượng xe liên quan tới công nghệ vật liệu, luyện kim, một ngành công nghiệp “nặng” ký nhất,thể hiện trình độ phát triển công nghệ tiên tiến. Hiện tại những cấu trúc vật liệu giúp thân xe có trọng lượng nhẹ hiện đại nhất thường được các mác xe “nhà giầu” sử dụng là hợp kim nhômhaysợi tổng hợp (carbon). Và mới đây GM đã công bố thành công trong phương pháp luyện kim tạo ra loại vật liệu khác còn tốt hơn cả nhôm, thép. Loại hợp kim này nhẹ hơn hợp kim nhôm và còn có tính chất vững chắc hơn.
Dựa trên nguyên tố cơ bản là magiê, mới kết hợp với phương pháp tạo hình và đúc đặc biệt, các kỹ sư của GM đã tạo ra một dạng hợp kim magiê bền hơn và nhẹ hơn nhôm tới 33%. Thực tế hợp kim magiê đã được ứng dụng trước đây khá lâu trong ngành công nghiệp chế tạo máy, công nghệ thực phẩm. Tuy nhiên chủ yếu nó chỉ tồn tại và có công dụng tốt ở 2 trạng thái là đúc khối cứng và tấm dát mỏng. Ở dạng đúc đã được sử dụng trong một loạt các linh kiện ôtô cao cấp của dòng xe siêu sang. Dạng tấm dát mỏng hiện diện ngay trong đời sống hàng ngày, chính là các loại vỏ đồ hộp. Nhưng phương pháp mới được phát triển của GM đã cho phép hợp kim magiê được đúc thành hình dạng chính xác, cứng nhắc và đảm bảo độ dày mỏng theo ý thiết kế. Để đạt được điều này, magiê được luyện ở nhiệt độ đến 450 độ C (842 độ F) và sau đó đúc thành các dạng tấm theo mong muốn.
GM cũng đã chế tạo thử nghiệm hoàn chỉnh một tấm vách trong khoang máy bằng hợp kim magiê, ổn định hoàn hảo sau hơn 77.000 cú đập và chịu được lực nén tới 250kg, chịu phun muối 24h mà không có bất kỳ vấn đềnào. Tấm vách này cũnggiảm được hẳn 1 kg so với vách bằng thép thông thường, điều này có thể dẫn đến tiết kiệm trọng lượng đáng kể về tổng thể toàn thân xe. Theo số liệu tính toán, vật liệu mới nhẹ hơn nhôm 33%, nhẹ hơn thép 75% và 60% với titanium. Trung bình một chiếc xe dùng vật liệu này sẽ giảm được khoảng 250kg (15%) dẫn đến tiết kiệm được 9-12% lượng tiêu thụ nhiên liệu.
Greg Warden, giám đốc điều hành của bộ phận kỹ thuật toàn cầu GM,nói: "Mỗi gram giảm trọng lượng xe luôn đi kèm với cải thiện tiết kiệm nhiên liệu. Với ứng dụng thay thế các thành phần kim loại nặng với loại nhẹ nhất này sẽ giúp chúng tôi cung cấp những mẫu xe tiết kiệm nhiên liệu luôn tốt hơn cho khách hàng, trong khi vẫn đảm bảo sự an toàn và độ bền mà họ mong đợi". GM hi vọng đến năm 2020, tất cả xe của họ sẽ được sử dụng dạng vật liệu này để chế tạo cấu trúc thân do giá thành của nó cũng rẻ hơn so với việc dùng hợp kim nhôm.
Dựa trên nguyên tố cơ bản là magiê, mới kết hợp với phương pháp tạo hình và đúc đặc biệt, các kỹ sư của GM đã tạo ra một dạng hợp kim magiê bền hơn và nhẹ hơn nhôm tới 33%. Thực tế hợp kim magiê đã được ứng dụng trước đây khá lâu trong ngành công nghiệp chế tạo máy, công nghệ thực phẩm. Tuy nhiên chủ yếu nó chỉ tồn tại và có công dụng tốt ở 2 trạng thái là đúc khối cứng và tấm dát mỏng. Ở dạng đúc đã được sử dụng trong một loạt các linh kiện ôtô cao cấp của dòng xe siêu sang. Dạng tấm dát mỏng hiện diện ngay trong đời sống hàng ngày, chính là các loại vỏ đồ hộp. Nhưng phương pháp mới được phát triển của GM đã cho phép hợp kim magiê được đúc thành hình dạng chính xác, cứng nhắc và đảm bảo độ dày mỏng theo ý thiết kế. Để đạt được điều này, magiê được luyện ở nhiệt độ đến 450 độ C (842 độ F) và sau đó đúc thành các dạng tấm theo mong muốn.
GM cũng đã chế tạo thử nghiệm hoàn chỉnh một tấm vách trong khoang máy bằng hợp kim magiê, ổn định hoàn hảo sau hơn 77.000 cú đập và chịu được lực nén tới 250kg, chịu phun muối 24h mà không có bất kỳ vấn đềnào. Tấm vách này cũnggiảm được hẳn 1 kg so với vách bằng thép thông thường, điều này có thể dẫn đến tiết kiệm trọng lượng đáng kể về tổng thể toàn thân xe. Theo số liệu tính toán, vật liệu mới nhẹ hơn nhôm 33%, nhẹ hơn thép 75% và 60% với titanium. Trung bình một chiếc xe dùng vật liệu này sẽ giảm được khoảng 250kg (15%) dẫn đến tiết kiệm được 9-12% lượng tiêu thụ nhiên liệu.
Greg Warden, giám đốc điều hành của bộ phận kỹ thuật toàn cầu GM,nói: "Mỗi gram giảm trọng lượng xe luôn đi kèm với cải thiện tiết kiệm nhiên liệu. Với ứng dụng thay thế các thành phần kim loại nặng với loại nhẹ nhất này sẽ giúp chúng tôi cung cấp những mẫu xe tiết kiệm nhiên liệu luôn tốt hơn cho khách hàng, trong khi vẫn đảm bảo sự an toàn và độ bền mà họ mong đợi". GM hi vọng đến năm 2020, tất cả xe của họ sẽ được sử dụng dạng vật liệu này để chế tạo cấu trúc thân do giá thành của nó cũng rẻ hơn so với việc dùng hợp kim nhôm.
