Competiția a declanșat
Nucleul regulamentului UE pentru reducerea emisiilor de CO2 de la autoturismele noi este acela că acestea vor fi reduse la o medie de 95 g/km până în 2020. Acest lucru a declanșat o adevărată competiție ușoară în construcții. Amestecurile din poliamidă și polipropilenă, în special cu armături din fibră de sticlă, oferă un mare potențial pentru reducerea greutăților componentelor. Deoarece costurile inițiale ale unui astfel de compus sunt comparabile cu cele ale unui compus din poliamidă pură, proiectele puse în aplicare până acum duc chiar la un preț redus al componentelor.
OEM și furnizorii lor investesc sume mari de bani pentru a implementa idei noi și unele nerealizate anterior pe tema construcției ușoare pentru producția de masă. Multe activități se concentrează pe înlocuirea metalelor și aliajelor metalice cu construcții compozite din fibre mai ușoare și materiale plastice foarte umplute, deoarece reducerea greutății este cea mai eficientă metodă de reducere a consumului de energie al maselor în mișcare. Susținute de ideea unui sistem de management al energiei conform ISO 50001, toate celelalte industrii sunt, de asemenea, chemate să găsească modalități de a reduce consumul de energie - inclusiv ingineria mecanică.
În acest fel, se pot economisi cantități mari de energie în zona sistemelor de manipulare cu mișcare rapidă. Volkswagen a instalat deja o nouă manetă de acoperiș ghidată de robot, în care greutatea sistemului a fost redusă de la aproximativ 1.500 kg la aproximativ 400 kg prin utilizarea CFRP. Acest lucru a permis, de asemenea, reducerea consumului de energie pentru manipulare cu un factor de 7. Acest lucru aduce o contribuție la strategia VW Think Blue Factory, care, printre altele, își propune să reducă CO2 cu 25% în cadrul producției. Un bun exemplu că reducerea greutății aduce și avantaje competitive în ingineria mecanică.
Greutate mai mică cu un amestec de poliamidă cu densitate redusă
În vehicul în sine, cel mai eficient mod de a reduce greutatea este de a folosi materiale cu densitate redusă. Polipropilena (PP) joacă un rol important ca material cu o densitate de aproximativ 0,9 g/cm³. Există un număr mare de materiale plastice armate cu fibre lungi și scurte disponibile pe piață, care înlocuiesc în mod repetat aplicațiile de poliamidă și poliester stabilite, în care performanța completă a poliamidei nu a fost utilizată. Pentru unele aplicații, nivelul de rezistență al compușilor PP nu este suficient. În special, tendința PP de a se strecura este o provocare pentru designer.Akro-Plastic, Niederzissen, închide acest decalaj între poliamidă și polipropilenă cu amestecul de poliamidă cu densitate redusă Akromid Lite, care, în funcție de tip, reduce greutatea componentelor cu până la 10 la sută scade. În timpul fabricării amestecului, un PP funcționalizat este grefat chimic pe molecula de PA. Extruderele de la Feddem, Sinzig, utilizate de compozitor, gestionează actul de echilibrare între o distribuție optimizată a polipropilenei și încorporarea ușoară a fibrelor de sticlă în această matrice.
Umpleți ușor componentele cu pereți subțiri
Amestecul PA/PP prezintă o fluiditate mai bună decât compusul din poliamidă pură și permite astfel umplerea cu ușurință a componentelor cu pereți subțiri. Puterile măsurate ating, de asemenea, un nivel ridicat. Adevăratul avantaj este însă absorbția mai mică a apei. Ca rezultat, stabilitatea dimensională a componentului este făcută din acesta mai mare, diferența de rezistență între componentele proaspăt turnate prin injecție și componentele condiționate este, de asemenea, mai mică. De obicei, un PA6-GF30 condiționează valori ale rezistenței la tracțiune de 100 MPa, Akromid B3 GF 30 1 Lite chiar și 105 MPa. Puterea este cu 17% mai mare decât cea a amestecurilor comparabile PA/PP. Graficul 1 O altă caracteristică specială a amestecului bazat pe PA 6 este că rezistența la căldură HDT A conform ISO 75-2 este încă de 202 ° C și nu scade din cauza conținutului de PP.
Economisiți fără alte investiții
Amestecurile de poliamidă bazate pe PA 6.6 prezintă aceleași proprietăți mecanice și curg chiar mai bine decât amestecurile pe bază de PA 6. Acest lucru a încurajat și Kunststofftechnik Backhaus, Kierspe, să testeze materialul într-un instrument de cadru pentru camionete. La procesarea A3 GF 30 1 Lite negru, este necesară o presiune mai mică decât cu standardul PA6.6-GF30 utilizat anterior. Cu toate acestea, ceea ce este mai important este că rama este acum cu 9% mai ușoară și, astfel, 100 până la 200 g pe vehicul pot fi salvate la trecerea la noul material, în funcție de dimensiunea componentei. Și asta fără alte investiții, așa cum ar fi necesar, de exemplu, cu procesul Mucell. Cu toate acestea, dacă nu vă este frică de investițiile suplimentare în această tehnologie, puteți economisi cu până la 13% greutate cu acest înveliș al ventilatorului în combinație de material și proces.
Tipurile armate cu armături de până la 40% din fibră de sticlă oferă, de asemenea, un avantaj în ceea ce privește rezistența chimică. Spre deosebire de compușii standard PA6 și PA6.6, aceștia sunt rezistenți la sărurile de drum, precum CaCl2 și ZnCl2. Rezistența chimică a Akromid A3 GF 30 4 L este atât de mare încât se poate îndeplini standardul exigent Volkswagen pentru rezistența la hidroliză la 135 ° C (TL 52682 începând din 2011), iar liniile integrate sunt, prin urmare, concepute pentru viitoarele modele de cadre.
Sunt posibile reduceri de greutate de până la 20%
Căutarea reducerii greutății a determinat departamentele de dezvoltare ale Akro-Plastic și AF-Color să testeze amestecul în combinație cu un masterbatch de propulsor din familia de produse AF-Complex. Adăugarea propulsorului oferă, de asemenea, posibilitatea de a reduce în continuare greutatea componentelor. Adăugarea a patru procente din agentul de suflare într-un amestec PA/PP armat cu fibră de sticlă de 30% a dus la o economie de greutate de încă 12%. Un avantaj în greutate de 20% a fost realizat pe o tijă de tensiune fără a pierde rigiditatea la încovoiere. Trebuie menționat, totuși, că calitatea suprafeței suferă în toate procesele de spumare menționate, deoarece este dificil să se împiedice ieșirea structurii spumei la suprafață. Pentru componentele vizibile, de exemplu în interiorul automobilelor, este deosebit de important ca estetica și aspectul suprafețelor să fie impecabile. Pentru acest domeniu de aplicare, Müller Technik, Steinfeld, a testat tipul Lite pe diferite piese suplimentare pentru scaune. Cerințele de suprafață și mecanice ar putea fi îndeplinite. Pârghiile de reglare a scaunului realizate din amestecul de poliamidă B3 GF 15 2 Lite au avut ca rezultat un avantaj de greutate de nouă procente cu același timp de ciclu.
„Vedem rezistența noilor amestecuri de poliamidă
un avantaj decisiv pentru creșterea calității ventilatoarelor și cadrelor noastre, care pot intra în contact cu sarea rutieră în orice moment. "
Berrit mai jos, șef de tehnologie de proces la Backhaus
Tehnologie în detaliu
Când sunt depozitate specimenele testate conform SAE 2044 timp de 200 de ore în soluție de ZnCl2, nu există fisuri sau microfisuri în imaginea din stânga, în timp ce standardul PA6.6-GF30 deja după două ore în aceeași soluție din cauza fisurilor de stres devine distrus.