Súťaž vyvolala
Jadrom nariadenia EÚ o znížení emisií CO2 z nových automobilov je to, že sa do roku 2020 znížia na priemerných 95 g/km. Toto rozpútalo skutočnú ľahkú konštrukčnú súťaž. Zmesi vyrobené z polyamidu a polypropylénu, najmä s výstužou zo sklenených vlákien, ponúkajú veľký potenciál pre zníženie hmotnosti komponentov. Pretože počiatočné náklady na takúto zlúčeninu sú porovnateľné s nákladmi na čistú polyamidovú zlúčeninu, doteraz realizované projekty vedú dokonca k zníženiu ceny komponentov.
OEM a ich dodávatelia investujú veľké sumy peňazí do implementácie nových a niektorých doteraz nerealizovaných nápadov v oblasti ľahkých konštrukcií pre masovú výrobu. Mnoho aktivít sa zameriava na substitúciu kovov a kovových zliatin ľahšími vláknovými kompozitnými konštrukciami a vysoko naplnenými plastmi, pretože znižovanie hmotnosti je najefektívnejšou metódou znižovania spotreby energie pohybujúcich sa hmôt. Podporené myšlienkou systému energetického manažmentu v súlade s normou ISO 50001 sa od všetkých ostatných priemyselných odvetví požaduje, aby našli spôsoby zníženia spotreby energie - vrátane strojárstva.
Týmto spôsobom je možné ušetriť veľké množstvo energie v oblasti rýchlo sa pohybujúcich manipulačných systémov. Spoločnosť Volkswagen už nainštalovala nový strešný držadlo navádzané robotom, pri ktorom sa pomocou systému CFRP znížila hmotnosť systému z približne 1 500 kg na približne 400 kg. To tiež umožnilo znížiť spotrebu energie pri manipulácii sedemkrát. To prispieva k stratégii VW Think Blue Factory, ktorej cieľom je okrem iného znížiť produkciu CO2 o 25 percent. Dobrým príkladom toho, že redukcia hmotnosti prináša konkurenčné výhody aj v strojárstve.
Menšia hmotnosť so zmesou polyamidov so zníženou hustotou
V samotnom vozidle je najefektívnejším spôsobom zníženia hmotnosti použitie materiálov s nízkou hustotou. Polypropylén (PP) hrá dôležitú úlohu ako materiál s hustotou okolo 0,9 g/cm³. Na trhu je k dispozícii veľké množstvo plastov vystužených dlhými a krátkymi vláknami, ktoré opakovane nahrádzajú zavedené polyamidové a polyesterové aplikácie, pri ktorých sa nepoužíval plný výkon polyamidu. Pre niektoré aplikácie nie je úroveň pevnosti zlúčenín PP dostatočná. Pre dizajnéra je výzvou najmä tendencia PP k plazeniu. Akro-Plastic, Niederzissen, uzatvára túto medzeru medzi polyamidom a polypropylénom zmesou polyamidov so zníženou hustotou Akromid Lite, ktorá podľa typu znižuje hmotnosť komponentov až o 10 percent znižuje. Počas výroby zmesi sa funkcionalizovaný PP chemicky naočkuje na molekulu PA. Extrudéry od spoločnosti Feddem, Sinzig, ktoré používa miešačka, zvládajú vyváženie medzi optimalizovanou distribúciou polypropylénu a jemným zabudovaním sklenených vlákien do tejto matrice.
Tenkostenné komponenty zľahka vyplňte
Zmes PA/PP vykazuje lepšiu tekutosť ako zmes vyrobená z čistého polyamidu a umožňuje tak ľahké plnenie tenkostenných komponentov. Namerané sily tiež dosahujú vysokú úroveň. Skutočnou výhodou je však nižšia absorpcia vody. Výsledkom je nielen vyššia rozmerová stabilita komponentu, ktorý sa z neho vyrába, ale aj rozdiel v sile medzi čerstvo vstrekovanými a upravenými komponentmi. Typicky PA6-GF30 upravoval hodnoty pevnosti v ťahu 100 MPa, Akromid B3 GF 30 1 Lite dokonca 105 MPa. Pevnosť je o 17 percent vyššia ako pri porovnateľných zmesiach PA/PP. Obrázok 1 Ďalšou zvláštnosťou zmesi založenej na PA 6 je, že tepelná odolnosť HDT A podľa ISO 75-2 je stále 202 ° C a neznižuje sa kvôli obsahu PP.
Ušetrite bez ďalších investícií
Polyamidové zmesi na báze PA 6.6 vykazujú rovnaké mechanické vlastnosti a tečú ešte lepšie ako zmesi na báze PA 6. To tiež povzbudilo spoločnosť Kunststofftechnik Backhaus, Kierspe, testovať materiál v rámovom nástroji pre dodávky. Pri spracovaní čiernej A3 GF 30 1 Lite je potrebný menší tlak ako u predtým používaného štandardu PA6.6-GF30. Dôležitejšie však je, že rám je teraz o 9 percent ľahší, a teda pri prechode na nový materiál možno ušetriť 100 až 200 g na vozidlo v závislosti od veľkosti komponentu. A to bez ďalších investícií, ktoré by boli potrebné napríklad pri Mucellovom procese. Ak sa však nebojíte ďalších investícií do tejto technológie, môžete pomocou tohto plášťa ventilátora v kombinácii materiálu a procesu ušetriť až 13 percent hmotnosti.
Vystužené typy s až 40 percentnou výstužou zo sklenených vlákien ponúkajú výhodu aj z hľadiska chemickej odolnosti. Na rozdiel od štandardných zlúčenín PA6 a PA6.6 sú rezistentné voči cestným soliam, ako sú CaCl2 a ZnCl2. Chemická odolnosť modelu Akromid A3 GF 30 4 L je taká vysoká, že je možné splniť náročnú normu Volkswagenu pre odolnosť proti hydrolýze pri 135 ° C (TL 52682 od roku 2011), a preto je možné uvažovať o integrovaných líniách pre budúce konštrukcie rámov.
Možné je zníženie hmotnosti až o 20 percent
Snaha o zníženie hmotnosti viedla vývojové oddelenia spoločností Akro-Plastic a AF-Color k testovaniu zmesi aj v kombinácii s predzmesou hnacej látky z rodiny produktov AF-Complex. Pridanie hnacieho plynu tiež ponúka možnosť ďalšieho zníženia hmotnosti komponentov. Pridanie štyroch percent nadúvadla do 30-percentnej zmesi PA/PP vystuženej sklenenými vláknami viedlo k úspore hmotnosti o ďalších 12 percent. Na napínacej tyči sa dosiahla hmotnostná výhoda 20 percent bez straty pevnosti v ohybe. Je však potrebné poznamenať, že pri všetkých spomenutých procesoch napenenia trpí kvalita povrchu, pretože je ťažké zabrániť tomu, aby penová štruktúra vyšla na povrch. Pre viditeľné komponenty, napríklad v interiéroch automobilov, je obzvlášť dôležité, aby estetika a vzhľad povrchov boli bezchybné. Pre túto oblasť použitia spoločnosť Müller Technik, Steinfeld, testovala typ Lite na rôznych prídavných dieloch sedadiel. Bolo možné splniť povrchové a mechanické požiadavky. Páky nastavenia sedadla vyrobené z polyamidovej zmesi B3 GF 15 2 Lite viedli k váhovej výhode o deväť percent pri rovnakom čase cyklu.
"Odolnosť nových polyamidových zmesí vidíme ako."
rozhodujúca výhoda pre zvýšenie kvality našich ventilátorov a rámov, ktoré môžu kedykoľvek prísť do styku s posypovou soľou. ““
Berrit Below, vedúci procesnej technológie v Backhaus
Technológia v detaile
Keď sa skladujú skúšobné vzorky, ktoré sa testovali podľa SAE 2044 po dobu 200 hodín v roztoku ZnCl2, na ľavom obrázku nie sú viditeľné žiadne trhliny alebo mikrotrhliny, zatiaľ čo štandardný PA6.6-GF30 už po dvoch hodinách v rovnakom roztoku v dôsledku prasklín v dôsledku napätia sa zničí.