Choďte takmer beztiažovo do budúcnosti
Ľahký, stabilný a krásny - takto by sa dalo opísať najdôležitejšie vlastnosti nových surovín pre automobilový priemysel. Svetlo - pretože ľahké komponenty zvyšujú energetickú účinnosť motorov a elektrických vozidiel, bez ľahkých plastov by bolo nemysliteľné. Stabilný - pretože plasty majú nahradiť kovy. Pekné - pretože vzhľad a dojem z auta sú zásadné predajné argumenty.
S menšou hmotnosťou choďte ďalej
Pokiaľ ide o ľahkú konštrukciu, poskytovatelia uplatňujú rôzne prístupy. Či už nové pneumatiky, ako napríklad Conti.e Contact pre elektrické vozidlá alebo hybridy, ktoré sa vyznačujú výrazne zníženým valivým odporom, alebo plasty pre ráfiky, disky alebo páky voliča prevodových stupňov. V prípade druhého menovaného použili spolupracujúci partneri Leopold Kostal a EMS-Grivory materiál GVX-65H a optimalizovali komponent pomocou rôznych tokov foriem a analýz konečných prvkov.
Na výmenu skla je možné použiť tabule z polykarbonátu alebo plexiskla. S týmito materiálmi možno ušetriť až 50 percent hmotnosti. „Okná do auta vyrobené z nášho polykarbonátu môžu významne prispieť k vyrovnaniu vysokej hmotnosti batérií v elektromobiloch,“ vysvetľuje Dr. Sven Gestermann, kľúčový manažér v divízii Automotive Glazing v spoločnosti Bayer Materialscience. „Dôležitým cieľom súčasného vývoja je výrazné zväčšenie dojazdu vozidiel.“
Plexisklo tiež výrazne šetrí váhu v porovnaní so sklom a vyznačuje sa dlhou životnosťou a priehľadnosťou. Päť milimetrov hrubá potiahnutá doska z plexiskla už získala certifikát ECE R 43 pre bočné, zadné a strešné zasklenie. V praxi sú tieto disky testované v Lotuse na závodnej dráhe. „Ale samozrejme sme na ceste s projektmi po celom svete,“ hovorí Rudolf Blass, ktorý je zodpovedný za automobilové zasklenie v obchodnej línii akrylových polymérov v spoločnosti Evonik. „Napríklad náš materiál je už v sériovej výrobe v malom čínskom automobile od značky Chang'an: ako okenný prvok v spojení so zadným svetlom, ktoré je tiež vyrobené z plexiskla. Pripravujú sa ďalšie riešenia: Napríklad infračervené zasklenie a integrované fotovoltaické články je možné už implementovať do strechy automobilu. Kľúčovým slovom je integrácia funkcií a jej možnosti nie sú nijako obmedzené. “
Ľahký a stabilný - plastový lem pre sériovú výrobu
Termoplastický lem je ďalším míľnikom vo vývoji. Pre koncepčné vozidlo novej smart forvision vyvinuli partneri BASF a Daimler celoplastový ráfik, ktorý je o viac ako 30 percent ľahší ako štandardné hliníkové koleso. Váži iba šesť kilogramov a je vyrobený z nového špeciálneho polyamidu Ultramid Structure. Výrazné zníženie hmotnosti vozidla o celkových 12 kilogramov znižuje spotrebu paliva pri konvenčnom pohone, v prípade automobilu s batériovým napájaním, ako je smart forvision, sa tak zvyšuje dojazd. „Prvé ráfiky z termosetového plastu sú už k dispozícii v závodných a malých sériách,“ vysvetľuje Heiko Heß, ktorá je zodpovedná za vývoj kolies v spoločnosti BASF. „Avšak v porovnaní s termoplastickými ráfikmi, ktoré je možné vyrobiť vstrekovaním, sú podstatne zložitejšie, a preto sú výrobne nákladnejšie a nevhodné pre rozsiahle použitie.“
Pri konštrukcii tohto veľmi náročného ultramidového ráfika, ako aj mnohých komponentov vyrobených z tohto materiálu v posledných rokoch, sa použil dnes univerzálny simulačný nástroj Ultrasim. Pomocou optimalizácie topológie možno v počítači predvídať a optimalizovať tvar a polohu rebrovania plastového ráfika - bez toho, aby bol dotknutý dizajn.
V nárazovom teste stabilný a presvedčivý
Pre stabilitu v ľahkej konštrukcii majú na jednej strane rozhodujúci význam samotné suroviny, ale aj spracovanie a tvarovanie. A preto chemické spoločnosti v súčasnosti neponúkajú iba odborné znalosti v oblasti materiálov, ale aj ich spracovania a výroby. To platí aj pre rozsiahly balík služieb, ktorý Lanxess ponúka pod menom Hi Ant. „Chceme zdôrazniť výhody, ktoré majú zákazníci, ktorí využívajú naše know-how v oblasti materiálov, simulačných techník, konštrukcie, výrobných procesov a aplikačných technológií,“ vysvetlil Lars Kraus, vedúci oddelenia technického marketingu v obchodnej jednotke s polokryštalickými výrobkami v spoločnosti Lanxess. Posledným príkladom odborných znalostí v pozadí tohto balíka služieb je prielom vo formovaní organických fólií vystužených dlhými sklenenými vláknami. Odborníci u dodávateľa surovín môžu teraz simulovať tento zložitý proces. Vypočítavajú, ako sú vlákna po deformácii orientované. To je nevyhnutná podmienka pre následný proces vstrekovania polyamidu do formy vysoko pružných a ľahkých organických plošných hybridných konštrukčných prvkov, ako sú panely vahadiel automobilov alebo stĺpiky B.
Stabilná musí byť aj základná verzia elektrohydraulického strešného systému Vario Mercedes SLK Cabriolet s prvkom strešného modulu okolo 0,8 štvorcového metra vyrobená z modelu Bayblend T85 XF. V prípade havárie zaujme prvok strešného modulu vysokou spotrebou energie. Z toho vyplývajú bezpečnostné výhody, pretože komponent nezlyhá v dôsledku rozbitia. „Odolnosť proti rozbitiu je odvodená od vysokej húževnatosti našej zmesi PC + ABS, ktorá sa tiež udržuje v chlade pri nízkych teplotách,“ hovorí Schulten. Nevystužený materiál spĺňa vysoké tepelné požiadavky na vodorovné plastové časti tela vďaka svojej rozmerovej stabilite teploty 127 ° C (0,45 MPa, ISO 75-1, -2). Okrem vysokej chemickej odolnosti a odolnosti proti praskaniu pri namáhaní je ďalšou pevnosťou o 10 až 15 percent lepšia tekutosť v porovnaní so štandardným materiálom. „V kombinácii s našim know-how o spracovaní pri vstrekovaní do formy-lisovaním umožňuje nákladovo efektívnu výrobu tvarovaných dielov s veľkým povrchom, nízkym napätím a deformáciou s vynikajúcou kvalitou povrchu v krátkych dobách cyklu,“ hovorí Hans Zilch-Bremer, ktorý je kľúčovým manažérom spoločnosti Daimler pri vývoji strešného prvku v spoločnosti Peguform. výrazne sprevádzané.
Suroviny rodiny polyamidov 6, ako sú Ultramid B3ZG7 CR, Ultramid B3ZG3 CR alebo Ultramid B3ZG10 CR, sú vystužené 35, 15 a 50 percentami sklenených vlákien. Vysoko pevné plasty, ktoré boli pôvodne vyvinuté predovšetkým pre aplikácie na karosérii okolo predmetu ochrany chodcov, sa môžu tiež použiť inde na komponenty vozidla, ktoré sú dôležité z hľadiska nárazu. Na volante, ako konštrukčná vložka alebo na sedadle: všade tam, kde je požadovaná vysoká a rýchla spotreba energie. Pre vývoj a testovanie materiálov vyvinula spoločnosť so sídlom v Ludwigshafene ohybový a torzný nosník špeciálne pre nové typy optimalizované pre nárazy.
Testovací komponent, ktorý je možné použiť aj na zákaznícke testy, pripomína parížsku Eiffelovu vežu a má 45 ° rebrovanie. Zatiaľ čo klasický materiál CR Ultramid B3WG6 CR sa dá pri statickej torznej skúške skrútiť takmer o 150 °, nové druhy plastov vydržia bez poškodenia krútiť sa v enormnom uhle až 240 °.
Nielen krásne
Okrem váhy a odolnosti sa vývoj dodávateľov surovín zameriava aj na spracovateľnosť a ďalšie možné použitia. Napríklad nárazovo modifikovaný polyacetal Delrin 300 TE spĺňa požiadavky na použitie v interiéroch vozidiel. Hans-Hermann Kirner, vedúci vývoja materiálov pre interiéry motorových vozidiel v Duponte: „Vzhľadom na rastúce požiadavky spotrebiteľov na kvalitu stanovuje automobilový priemysel v súčasnosti extrémne nízke limity pre emisie prchavých organických látok (VOC).“ Vyniká aj nízkoemisná PP zlúčenina skupiny Grafe Group. kvôli nízkym emisiám pri použití vzduchových potrubí a potrubí pri konštrukcii vozidiel.
Sloboda dizajnu a dizajnu sú navyše požiadavkami, ktoré dodávatelia surovín spĺňajú. V porovnaní so sklom a kovom umožňujú väčšie možnosti tvarovania polykarbonátu veľkoplošné vonkajšie trojrozmerné časti karosérie s integrovanými okennými prvkami pre elektronické vozidlá. „Ako charakteristický štýlový prvok môžu tieto komponenty formovať vzhľad vozidiel v zmysle značkového dizajnu,“ hovorí Dr. Sven Gestermann.
Lesk a farba sú tiež základnými vlastnosťami styrénovej látky Luran HH 120. Materiál sa vyrába v spoločnom podniku spoločností BASF, Ineos a styrenic plastic companies. Používa sa v exteriéri vozidiel Škoda, ako sú zrkadlové trojuholníky, komponenty spojlerov a ozdobné lišty, ale aj na rámy a rádiové panely v interiéri. Môže byť sfarbený do čierneho s lesklým povrchom a vyznačuje sa tepelnou a UV odolnosťou, chemickou odolnosťou a odolnosťou proti poškriabaniu. Vysoko kvalitný kovový efekt je možné dosiahnuť použitím zmesi na báze polypropylénu Daplen EH 104AE-0515, napríklad v modeli Peugeot 206+. Materiál obsahuje pigment, ktorý výrobcovi automobilov šetrí proces lakovania. „Použitie metalicky zafarbenej zmesi plastov pre estetické časti vyžaduje vysoko tekutý materiál, aby sa zváracie čiary mohli znížiť na minimum,“ vysvetľuje Thomas Rothmayer, hlavný inžinier vývoja aplikácií v spoločnosti Borealis.
Povrchy krycích foriem ponúkajú vysokú chemickú odolnosť v kombinácii s odolnosťou proti poškriabaniu. Systémové riešenie predstavuje spoločný vývoj spoločností Evonik a KrausMaffei. V tomto procese sú komponenty vyrobené z tvarovacej hmoty Plexiglas CF potiahnuté viaczložkovým reaktívnym systémom bez obsahu rozpúšťadiel na báze akrylátu priamo v nástroji na formovanie vstrekovaním. Test ukázal, že povlaky mali výrazne nižšie hĺbky penetrácie ako porovnateľné výrobky.
Odolný voči teplu, rozpúšťadlám a vlhkosti
Prehľad ukazuje, že plasty v automobilovej konštrukcii musia spĺňať rôzne požiadavky. Navrhovanie čo najefektívnejších vozidiel je cieľom rozvoja všetkých hráčov, najmä pokiaľ ide o rozvíjajúce sa elektrické vozidlá. Pre dodávateľov plastov je však dôležité nielen byť kompetentný v oblasti surovín, ale tiež byť nápomocný v celom procese spracovania a výstavby.