Състезанието предизвика
Сърцевината на регламента на ЕС за намаляване на емисиите на CO2 от новите автомобили е, че те ще бъдат намалени до средно 95 g/km до 2020 г. Това предизвика истинско състезание за лека конструкция. Смеси от полиамид и полипропилен, особено с армировка от стъклени влакна, предлагат голям потенциал за намаляване на теглото на компонентите. Тъй като първоначалните разходи за такова съединение са сравними с тези за чисто полиамидно съединение, реализираните до момента проекти дори водят до намалена цена на компонента.
OEM и техните доставчици инвестират големи суми пари, за да реализират нови, а също и някои нереализирани досега идеи по въпроса за леката конструкция за масово производство. Много дейности се фокусират върху заместването на метали и метални сплави с по-леки композитни конструкции от влакна и силно напълнени пластмаси, тъй като намаляването на теглото е най-ефективният метод за намаляване на енергийната консумация на движещи се маси. Подкрепени от идеята за система за управление на енергията в съответствие с ISO 50001, всички други индустрии също са призовани да намерят начини за намаляване на потреблението на енергия - включително машиностроенето.
По този начин могат да се спестят големи количества енергия в областта на бързо движещите се системи за управление. Volkswagen вече е инсталирал ново ръководено от роботи ръкохватка на покрива, при което теглото на системата е намалено от около 1500 кг на около 400 кг чрез използването на CFRP. Това също така позволи да се намали консумацията на енергия при работа с фактор 7. Това допринася за стратегията на VW Think Blue Factory, която, наред с други неща, има намаляване на CO2 с 25% в рамките на производството. Добър пример, че намаляването на теглото носи и конкурентни предимства в машиностроенето.
По-малко тегло със смес от полиамид с намалена плътност
В самото превозно средство най-ефективният начин за намаляване на теглото е използването на материали с ниска плътност. Полипропиленът (PP) играе важна роля като материал с плътност около 0,9 g/cm³. На пазара се предлагат голям брой пластмаси, подсилени с дълги и къси влакна, които многократно заместват утвърдените приложения на полиамид и полиестер, при които не се използва пълната ефективност на полиамида. За някои приложения нивото на якост на РР съединенията не е достатъчно. По-специално, тенденцията на ПП да пълзи е предизвикателство за дизайнера. Akro-Plastic, Niederzissen, затваря тази празнина между полиамид и полипропилен с намалена плътност полиамидна смес Akromid Lite, която в зависимост от вида намалява теглото на компонентите с до 10 процента понижава. По време на производството на сместа, функционализиран РР се присажда химически върху молекулата PA. Екструдерите от Feddem, Sinzig, използвани от компаунда, управляват балансиращия акт между оптимизираното разпределение на полипропилена и нежното включване на стъклените влакна в тази матрица.
Напълнете леко тънкостенните компоненти
Сместа PA/PP показва по-добра течливост от съединението, изработено от чист полиамид и по този начин позволява лесно пълнене на тънкостенни компоненти. Измерените сили също достигат високо ниво. Истинското предимство обаче е по-ниската абсорбция на вода. В резултат не само стабилността на размерите на компонента, направен от него, е по-висока, разликата в якостта между прясно шприцовани и кондиционирани компоненти също е по-малка. Обикновено PA6-GF30 обуславя стойности на якост на опън от 100 MPa, Akromid B3 GF 30 1 Lite дори 105 MPa. Якостта е с 17 процента по-висока от тази на сравнимите смеси PA/PP. Графика 1 Друга специална характеристика на сместа, базирана на PA 6, е, че топлоустойчивостта HDT A съгласно ISO 75-2 все още е 202 ° C и не намалява поради съдържанието на PP.
Спестете без допълнителни инвестиции
Полиамидните смеси на базата на PA 6.6 показват същите механични свойства и текат дори по-добре от смесите на базата на PA 6. Това също насърчава Kunststofftechnik Backhaus, Kierspe, да тества материала в рамков инструмент за ванове. Когато обработвате черния A3 GF 30 1 Lite, се изисква по-малко налягане, отколкото при използвания преди това стандартен PA6.6-GF30. По-важното обаче е, че рамката вече е с 9 процента по-лека и следователно 100 до 200 g на превозно средство могат да бъдат спестени при смяна на новия материал, в зависимост от размера на компонента. И това без допълнителни инвестиции, както би било необходимо, например, с процеса на Mucell. Ако обаче не се страхувате от допълнителната инвестиция в тази технология, можете да спестите до 13 процента тегло с този капак на вентилатора, като комбинирате материал и процес.
Подсилените видове с до 40 процента армировка от стъклени влакна също предлагат предимство по отношение на химическата устойчивост. За разлика от стандартните съединения PA6 и PA6.6, те са устойчиви на пътни соли като CaCl2 и ZnCl2. Химичната устойчивост на Akromid A3 GF 30 4 L е толкова висока, че взискателният стандарт на Volkswagen за устойчивост на хидролиза при 135 ° C (TL 52682 от 2011 г.) може да бъде изпълнен и следователно интегрирани линии са възможни за бъдещи конструкции на рамки.
Възможни са намаления на теглото с до 20 процента
Стремежът към намаляване на теглото е накарал отделите за разработка на Akro-Plastic и AF-Color също да тестват сместа в комбинация с основната смес на горивото от семейството продукти AF-Complex. Добавянето на гориво също предлага възможност за допълнително намаляване на теглото на компонентите. Добавянето на четири процента от разпенващия агент в 30% подсилена със стъклени влакна смес PA/PP доведе до спестяване на тегло с още 12%. По този начин се постига тегловно предимство от 20 процента върху опъващ прът, без да се губи твърдост при огъване. Трябва да се отбележи обаче, че качеството на повърхността страда при всички споменати процеси на разпенване, тъй като е трудно да се предотврати излизането на структурата на пяната на повърхността. За видимите компоненти, например в интериора на автомобила, е особено важно естетиката и външният вид на повърхностите да са безупречни. За тази област на приложение, Müller Technik, Steinfeld, тества Lite Type върху различни части за допълнителни седалки. Изискванията към повърхността и механиката могат да бъдат изпълнени. Лостовете за регулиране на седалките, направени от полиамидна смес B3 GF 15 2 Lite, доведоха до тегловно предимство от девет процента със същото време на цикъл.
„Ние виждаме устойчивостта на новите полиамидни смеси като
решаващо предимство за повишаване на качеството на нашите вентилатори и рамки, които могат да влязат в контакт с пътна сол по всяко време. "
Berrit Below, ръководител технологични процеси в Backhaus
Технология в детайли
Когато се съхраняват образци, които са били тествани в съответствие с SAE 2044 в продължение на 200 часа в разтвор на ZnCl2, в лявата снимка не се виждат пукнатини или микропукнатини, докато стандартният PA6.6-GF30 вече след два часа в същото решение поради стресинг пукнатини се унищожава.