Conduceți aproape fără greutate în viitor
Ușor, stabil și frumos - așa s-ar putea descrie cele mai importante proprietăți ale noilor materii prime pentru ingineria auto. Lumina - deoarece componentele ușoare cresc eficiența energetică a motoarelor și vehiculelor electrice ar fi de neconceput fără materialele plastice ușoare. Stabil - deoarece plasticele ar trebui să înlocuiască metalele. Frumos - pentru că aspectul și senzația unei mașini sunt argumente esențiale de vânzare.
Mergeți mai departe cu mai puțină greutate
Când vine vorba de construcții ușoare, furnizorii adoptă numeroase abordări. Indiferent dacă sunt anvelope noi, cum ar fi contactul Conti.e pentru vehicule electrice sau hibrizi, care se caracterizează printr-o rezistență redusă semnificativ la rulare, sau materiale plastice pentru jante, discuri sau manete selector de viteze. Pentru acesta din urmă, partenerii de cooperare Leopold Kostal și EMS-Grivory au folosit materialul GVX-65H și au optimizat componenta prin diferite analize ale fluxului de matriță și ale elementelor finite.
Geamurile din policarbonat sau plexiglas pot fi utilizate pentru a înlocui sticla. Cu aceste materiale, se poate economisi până la 50% din greutate. „Geamurile pentru mașini fabricate din policarbonat nostru pot aduce o contribuție importantă la compensarea greutății mari a bateriilor din mașinile electrice”, explică Dr. Sven Gestermann, Key Account Manager în divizia de geamuri auto de la Bayer Materialscience. "Un obiectiv important al dezvoltărilor actuale este creșterea semnificativă a gamei de vehicule."
Plexiglasul economisește, de asemenea, multă greutate în comparație cu sticla și se caracterizează printr-o durată lungă de viață și transparență. O placă de plexiglas acoperită cu o grosime de cinci milimetri a primit deja certificarea ECE R 43 pentru geamurile laterale, spate și acoperiș. În practică, aceste discuri sunt testate pe un lotus pe pista de curse. „Dar, bineînțeles, suntem pe drumuri cu proiecte în întreaga lume”, spune Rudolf Blass, care este responsabil pentru geamurile auto din linia de afaceri cu polimeri acrilici de la Evonik. „De exemplu, materialul nostru este deja în producție de serie într-o mică mașină chineză de la marca Chang'an: ca element de panou împreună cu lumina din spate, care este fabricată și din Plexiglas. Soluții suplimentare sunt în curs de desfășurare: De exemplu, geamurile care reflectă IR și celulele fotovoltaice integrate pot fi deja implementate pe acoperișul mașinii. Integrarea funcțională este cuvântul cheie și posibilitățile pentru aceasta nu sunt deloc limitate. "
Ușor și stabil - jantă din plastic pentru producția de serie
O jantă termoplastică este o altă etapă importantă în dezvoltare. Pentru vehiculul concept al noii forvision inteligente, partenerii BASF și Daimler au dezvoltat o jantă din plastic, cu peste 30% mai ușoară decât o roată standard din aluminiu. Cântărește doar șase kilograme și este fabricat din noua structură specială ultramidă din poliamidă. Reducerea semnificativă a greutății vehiculului cu un total de 12 kilograme reduce consumul de combustibil cu o acționare convențională; în cazul unei mașini alimentate cu baterii, cum ar fi smart forvision, aceasta crește autonomia. „Primele jante din plastic termorezistent sunt deja disponibile în curse și în serii mici”, explică Heiko Heß, responsabil pentru dezvoltarea roților la BASF. "Cu toate acestea, comparativ cu jantele termoplastice, care pot fi fabricate prin turnare prin injecție, acestea sunt semnificativ mai complexe și, prin urmare, mai scumpe de fabricat și nepotrivite pentru utilizarea pe scară largă."
La proiectarea acestei jante ultramid de mare capacitate, ca și în cazul numeroaselor componente realizate din acest material în ultimii ani, a fost utilizat instrumentul de simulare Ultrasim, care este acum universal aplicabil. Cu ajutorul unei optimizări topologice, forma și poziția nervurilor jantei din plastic pot fi prezise și optimizate pe computer - fără a compromite designul.
Stabil și convingător în testul de impact
Pentru stabilitate în construcții ușoare, pe de o parte, materiile prime în sine, dar și prelucrarea și modelarea sunt de o importanță decisivă. De aceea, companiile chimice oferă acum nu numai expertiză în materiale, ci și în prelucrarea și construcția acestora. Acest lucru se aplică și pachetului de servicii extinse pe care Lanxess îl oferă sub numele Hi Ant. „Vrem să evidențiem avantajele pe care le au clienții care își folosesc know-how-ul în materie de materiale, tehnici de simulare, construcții, procese de fabricație și tehnologii de aplicare”, a declarat Lars Kraus, șeful serviciilor tehnice de marketing din unitatea de afaceri Produse semi-cristaline de la Lanxess. Cel mai recent exemplu de expertiză din spatele acestui pachet de servicii este o descoperire în formarea de foi organice lungi armate cu fibră de sticlă. Experții de la furnizorul de materii prime pot acum simula acest proces complex. Ei calculează modul în care fibrele sunt orientate după deformare. Aceasta este o condiție prealabilă pentru procesul ulterior de turnare prin injecție cu poliamidă pentru a produce componente structurale hibride din tablă organică rezistentă și ușoară, cum ar fi panourile basculante ale automobilului sau stâlpii B.
Versiunea de bază a sistemului electro-hidraulic de acoperiș Vario al Mercedes SLK Cabriolet cu un element modul de acoperiș de aproximativ 0,8 metri pătrați din Bayblend T85 XF trebuie să fie, de asemenea, stabilă. În cazul unui accident, elementul modulului de acoperiș impresionează prin consumul ridicat de energie. Siguranța beneficiază de acest lucru, deoarece componenta nu se defectează din cauza ruperii. „Rezistența la rupere este derivată din rezistența ridicată a amestecului nostru PC + ABS, care este păstrat și la rece la temperaturi scăzute”, spune Schulten. Materialul ne armat îndeplinește cerințele ridicate de căldură pentru componentele corpului orizontal din plastic datorită temperaturii sale de stabilitate dimensională de 127 ° C (0.45MPa, ISO 75-1, -2). În plus față de rezistența ridicată la fisurare chimică și la stres, o altă rezistență este fluiditatea cu 10-15% mai bună comparativ cu materialul standard. „Împreună cu cunoștințele noastre de procesare în turnarea prin injecție-compresie, permite producția economică de piese turnate cu suprafață mare cu tensiune redusă și deformare cu o calitate excelentă a suprafeței în perioade scurte de cicluri”, spune Hans Zilch-Bremer, care este Key Account Manager pentru Daimler în dezvoltarea elementului de acoperiș la Peguform însoțit semnificativ.
Materiile prime din familia poliamidelor 6, precum Ultramid B3ZG7 CR, Ultramid B3ZG3 CR sau Ultramid B3ZG10 CR, sunt întărite cu 35, 15 și 50% fibre de sticlă. Inițial dezvoltat în principal pentru aplicații de caroserie legate de protecția pietonilor, materialele plastice de înaltă rezistență pot fi utilizate și în alte părți pentru componente relevante pentru accidentarea vehiculului. Pe volan, ca inserție structurală sau pe scaun: oriunde este necesar un consum ridicat și rapid de energie. Pentru dezvoltarea și testarea materialelor, compania din Ludwigshafen a dezvoltat un fascicul de îndoire și torsiune special pentru noile tipuri optimizate pentru impact.
Componenta de testare, care poate fi utilizată și pentru testele clienților, amintește de Turnul Eiffel din Paris și are nervuri de 45 °. În timp ce materialul clasic CR Ultramid B3WG6 CR poate fi răsucit cu aproape 150 ° într-un test static de torsiune fără ruperea, noile tipuri de plastic pot rezista răsucirii la unghiul enorm de până la 240 ° fără a se deteriora.
Nu doar frumos
În plus față de greutate și rezistență, dezvoltările furnizorilor de materii prime vizează și procesabilitatea și alte utilizări posibile. De exemplu, poliacetalul Delrin 300 TE modificat la impact îndeplinește cerințele pentru utilizarea în interiorul vehiculului. Hans-Hermann Kirner, șef de dezvoltare a materialelor pentru interiorul autovehiculelor la Dupont: „Având în vedere cerințele crescânde de calitate ale consumatorilor, industria auto stabilește acum limite extrem de scăzute pentru emisiile de substanțe organice volatile (COV).” De asemenea, se remarcă compusul PP cu emisii reduse al Grupului Grafe. datorită emisiilor reduse pentru utilizarea conductelor de aer și a conductelor în construcția vehiculelor.
În plus, libertatea de proiectare și proiectare sunt cerințe pe care furnizorii de materii prime le îndeplinesc. Comparativ cu sticla și metalul, posibilitățile mai mari de modelare ale policarbonatului permit părți ale corpului 3D exterioare cu suprafață mare, cu elemente de fereastră integrate pentru vehicule electronice. „Ca element de stil distinctiv, aceste componente pot modela aspectul vehiculelor în sensul unui design de marcă”, spune Dr. Sven Gestermann.
Strălucirea și culoarea sunt, de asemenea, caracteristici esențiale ale stirenului Luran HH 120. Materialul este produs de o asociere între BASF, Ineos și companiile de plastic stirenic. Acesta este utilizat la exteriorul vehiculelor Skoda, cum ar fi triunghiurile oglinzilor, componentele spoilerului și garniturile, dar și pentru cadre și panouri radio din interior. Poate fi colorat în negru intens cu un finisaj lucios și se caracterizează prin rezistența la căldură și UV, rezistența chimică și rezistența la zgârieturi. Un efect metalic de înaltă calitate poate fi obținut cu utilizarea compusului pe bază de polipropilenă Daplen EH 104AE-0515, de exemplu în Peugeot 206+. Materialul conține un pigment care salvează producătorul de automobile procesul de vopsire. „Utilizarea unui compus din plastic colorat metalic pentru piese estetice necesită un material foarte fluid, astfel încât liniile de sudură să poată fi reduse la minimum”, explică Thomas Rothmayer, inginer senior pentru dezvoltare de aplicații la Borealis.
Suprafețele în formă de acoperire oferă rezistență chimică ridicată combinată cu rezistență la zgârieturi. Soluția sistemului este o dezvoltare comună de Evonik și KrausMaffei. În acest proces, componentele fabricate din compusul de turnare Plexiglas CF sunt acoperite cu un sistem reactiv fără solvent, cu mai multe componente, bazat pe acrilat direct în instrumentul de turnare prin injecție. Testul a arătat că învelișurile au adâncimi de penetrare semnificativ mai mici decât produsele comparabile.
Rezistent la căldură, solvenți și umiditate
Prezentarea generală arată că materialele plastice din construcțiile de automobile trebuie să îndeplinească diferite cerințe. Proiectarea vehiculelor cât mai eficiente este obiectivul de dezvoltare a conducerii tuturor jucătorilor, în special în ceea ce privește vehiculele electrice emergente. Cu toate acestea, pentru furnizorii de materiale plastice este important nu numai să fie competenți în materie de materii prime, ci și să fie susținător în întregul proces de procesare și construcție.