รถยนต์ยุคใหม่นับวันยิ่งมีความปลอดภัยสูงขึ้น โดยเฉพาะโครงสร้างที่มีความแข็งแกร่ง จากการใช้เหล็ก High-strength steel มาทำ ว่าแต่เจ้าเหล็กชนิดนี้มีดีอย่างไร?

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความปลอดภัยขณะโดยสารรถยนต์มีหลายข้อ อาทิ อุปกรณ์ความปลอดภัยเชิงป้องกัน Active Safety (ระบบเบรกฉุกเฉินอัตโนมัติ, ระบบแจ้งเตือนรถในมุมอับ) หรือจะเป็นอุปกรณ์ความปลอดภัยเชิงปกป้อง Passive Safety (ถุงลมนิรภัยรอบคัน ระบบควบคุมการทรงตัว ฯลฯ) ซึ่งถ้าทั้งสองสิ่งนี้ได้ทำหน้าที่อย่างสุดความสามารถแล้ว ความปลอดภัยของผู้ขับขี่และผู้โดยสารจะตกอยู่ในหน้าที่ของโครงสร้างรถยนต์ทันที

โครงสร้างรถยนต์นั้นประกอบไปด้วยหลายชิ้นส่วน ซึ่งส่วนใหญ่ทำจากเหล็กหลายชนิดมาผสมประกอบรวมกัน โดยบทความนี้จะถึงพูดถึงว่าทำไมรถยนต์ยุคใหม่ถึงมีการใช้เหล็กทนแรงดึงสูง High-Strength Steel หรือจะเรียกว่า High Tensile Strength Steel ก็ได้ทั้งนั้นเพราะมันคือเหล็กชนิดเดียวกัน ต่อด้วยเรื่องที่ว่าทำไมรถบางโมเดลถึงมีปริมาณการใช้เหล็กชนิดนี้ต่างกันออกไป

High-Strength Steel เหล็กทนแรงดึงสูงคืออะไร ทำไมถึงถูกใช้ทำโครงสร้างรถ?

ข้อดีที่เหล็กชนิดนี้ถูกนำมาใช้ทำโครงสร้างรถยนต์เริ่มจาก เป็นเหล็กที่มีความบางแถมทนแรงดึงได้สูงกว่าเหล็กทั่วไป ในขณะเดียวกัน ด้วยความบางนี้เองยังส่งผลถึงความแข็งแกร่งต่อโครงสร้างตัวรถโดยรวม อีกทั้งยังได้ประโยชน์ในเรื่องการช่วยลดน้ำหนักตัวรถ และเพิ่มประสิทธิภาพด้านอัตราเร่ง ไปจนถึงความประหยัดน้ำมันจากการที่รถไม่ต้องแบกภาระสูงขึ้น

อย่างไรก็ตาม การนำเหล็กทนแรงดึงสูงมาใช้กับรถยนต์ยุคใหม่ จะต้องแลกมาซึ่งต้นทุนในการผลิตสูงขึ้นกว่าปกติ ทั่วไปแล้วเหล็กทนแรงดึงสูงจะมีการแบ่งเกรดออกจากกันด้วยประสิทธิภาพในการทนแรงดึง โดยมีชื่อเรียกต่างกันออกไปเล็กน้อย เช่น เหล็กที่ทนแรงดึง 440 MPa เรียกว่า high-strength steel เหล็กที่ทนแรงดึง 590MPa เรียกว่า advanced high-strength steel และเหล็กที่ทนแรงดึงระหว่าง 980 MPa ไปจนถึง 1500 MPa เรียกว่า ultra-high-strength steel

รถยนต์ยุคใหม่มีการใช้เหล็กทนแรงดึงสูงในปริมาณเท่าไหร่บ้าง?

คำถามที่หลายคนอยากจะทราบก็คือ รถยนต์โมเดลใหม่ๆ ที่ผ่านการทดสอบจาก EURO NCAP หรือ ASEAN NCAP ทางทีมวิศวกรทำอย่างไรจึงได้ผลลัพธ์น่าประทับใจเมื่อเกิดการชน เพียงอ่านบทความนี้ให้จบแล้วคุณจะเข้าใจมากขึ้น

การจะทำโครงสร้างรถยนต์ออกมามิใช่เพียงการนำเหล็กทนแรงดึงสูงมาทำทั้งหมด เพราะเหล็กทนแรงดึงสูงเหล่านี้ต้องใช้เครื่องมือในการปั๊มขึ้นรูปที่มีความพิเศษเนื่องจากขึ้นรูปได้ยาก กอปรกับราคาต้นทุนอันสูงลิ่วที่ถ้านำมาใช้เป็นโครงสร้างทั้งหมด เชื่อได้เลยว่าจากรถราคาล้านต้นๆ อาจทะลุไปไกลแบบไม่มีใครเดาได้

ดังนั้นทีมวิศวกรจึงต้องนำเหล็กทนแรงดึงปกติมาประกอบผสมในโครงสร้างรถ ในส่วนที่ไม่จำเป็นต้องดูดซับแรงจากการชน ส่วนโครงสร้างบริเวณห้องเครื่องยนต์ เสา A-B-C Pillar ส่วนแกนกลางของรถ โครงรถด้านบน และเหล็กตามแนวขอบชายล่างติดกับประตู เหล่านี้ทั้งหมดจะเป็นเหล็กทนแรงดึงสูงที่มีสเป็คต่างกันออกไป

เรายกตัวอย่าง Subaru Forester โฉมล่าสุด ที่คว้ารางวัลรถปลอดภัยสูงสุดในญี่ปุ่นประจำปี 2019 เนื่องจากเอสยูวีคันนี้มีการใช้เหล็กปกติ Mild Steel 270 MPa จำนวน 44% ต่อด้วยเหล็กทนแรงดึงสูง high-strength steel 440 MPa จำนวน 12% มาถึงเหล็กทนแรงดึงสูง 590 MPa จำนวน 31% และเหล็กทนแรงดึงสูงพิเศษ advanced high-strength steel ที่ 980 MPa กับ 1,180 MPa และ 1,470 MPa อยู่ที่ 6%, 1% และ 6%

เคล็ดลับในการออกแบบโครงสร้างให้แข็งแรงนั้นต้องถือว่าเป็นสูตรลับเฉพาะแต่ละค่าย หากใครสนใจว่าวิศวกรมีการเลือกเหล็กแต่ละชนิดไปใช้ในบริเวณไหนบ้าง ก็ลองคลิกที่นี่เพื่อดูว่า Forester ใหม่มีการออกแบบอย่างไรถึงคว้ารางวัลดังกล่าวไป

ติดตามข่าวสารและบทความดีๆ จากพวกเราทีมงาน Ridebuster.com