Їдьте майже невагомо в майбутнє
Легкий, стійкий і красивий - ось як можна описати найважливіші властивості нової сировини для автомобільної техніки. Світло - оскільки легкі компоненти підвищують енергетичну ефективність двигунів та електромобілів, було б немислимо без легкої пластмаси. Стійкий - адже пластмаси повинні замінити метали. Приємно - адже зовнішній вигляд автомобіля є важливими аргументами для продажу.
Йдіть далі з меншою вагою
Що стосується легкої конструкції, постачальники використовують численні підходи. Будь то нові шини, такі як Conti.e Contact для електромобілів або гібридів, які характеризуються суттєво зниженим опором коченню, або пластмаси для ободів, дисків або важелів перемикання передач. Для останнього партнери по співпраці Леопольд Косталь та EMS-Grivory використовували матеріал GVX-65H та оптимізували компонент за допомогою різних потоків цвілі та аналізу кінцевих елементів.
Для заміни скла можна використовувати полікарбонатні або оргскло. За допомогою цих матеріалів можна заощадити до 50 відсотків ваги. "Автомобільні вікна, виготовлені з нашого полікарбонату, можуть зробити важливий внесок у компенсацію великої ваги акумуляторів в електромобілях", - пояснює д-р. Свен Гестерман, менеджер по роботі з клієнтами в підрозділі автомобільного скління в Bayer Materialscience. "Важливою метою поточних розробок є значне збільшення діапазону автомобілів".
Оргскло також економить велику вагу в порівнянні зі склом і характеризується довгим терміном служби та прозорістю. Плитка з оргскла з покриттям товщиною п’ять міліметрів вже отримала сертифікат ECE R 43 щодо бокового, заднього та дахового скління. На практиці ці диски тестуються в Lotus на іподромі. "Але, звичайно, ми маємо шлях до проектів по всьому світу", - говорить Рудольф Бласс, відповідальний за автомобільне скління в бізнес-лінії акрилових полімерів в Evonik. «Наприклад, наш матеріал вже випускається у серійне виробництво на невеликому китайському автомобілі марки Chang'an: як панельний елемент у поєднанні із заднім світлом, який також виготовляється з оргскла. Подальші рішення знаходяться на стадії розробки: Наприклад, ІЧ-відбивне скло та інтегровані фотоелектричні елементи вже можуть бути впроваджені на даху автомобіля. Ключовим словом є інтеграція функцій, і можливості для цього аж ніяк не обмежені ".
Легкий і стійкий - пластиковий обод для серійного виробництва
Термопластичний ободок - ще одна віха у розвитку. Для концептуального автомобіля нового smart forvision партнери BASF та Daimler розробили цілком пластиковий обод, який на 30 відсотків легший за стандартне алюмінієве колесо. Він важить всього шість кілограмів і виготовлений з нової спеціальної поліамідної структури Ultramid. Значне зменшення ваги автомобіля загалом на 12 кілограмів зменшує витрату палива при звичайному приводі; у випадку автомобіля на акумуляторній батареї, такого як smart forvision, це збільшує запас ходу. "Перші диски з термореактивного пластику вже доступні в гоночних та невеликих серіях", - пояснює Хайко Гес, відповідальний за розробку коліс у BASF. "Однак у порівнянні з термопластичними ободами, які можна виготовити методом лиття під тиском, вони значно складніші, а отже, дорожчі у виробництві та непридатні для широкомасштабного використання".
При розробці цього надмічного обідка Ultramid, як і для багатьох компонентів, виготовлених з цього матеріалу в останні роки, був використаний широко застосовуваний зараз інструмент моделювання Ultrasim. За допомогою оптимізації топології можна передбачити та оптимізувати на комп’ютері форму та положення ребра пластикового бортика - без шкоди для конструкції.
Стійкий і переконливий у краш-тесті
Для стабільності в легкій конструкції вирішальне значення мають, з одного боку, сама сировина, а також обробка та формування. Ось чому хімічні компанії зараз пропонують не лише досвід у галузі матеріалів, а й їх переробки та будівництва. Це також стосується великого пакету послуг, який Lanxess пропонує під назвою Hi Ant. «Ми хочемо підкреслити переваги клієнтів, які використовують наші ноу-хау у матеріалах, моделювальних техніках, будівництві, виробничих процесах та технологіях застосування», - пояснив Ларс Краус, керівник відділу технічного маркетингу в підрозділі напівкристалічних продуктів Lanxess. Останній приклад досвіду, що лежить в основі цього пакету послуг, - це прорив у формуванні довгих армованих скловолокном армованих листів. Фахівці постачальника сировини тепер можуть змоделювати цей складний процес. Вони обчислюють, як орієнтуються волокна після деформації. Це є необхідною умовою для подальшого процесу лиття під тиском поліаміду для отримання надміцних та легких гібридних структурних компонентів з органічного листа, таких як автомобільні рокерські панелі або B-стовпи.
Базова версія електрогідравлічної системи даху Vario Mercedes SLK Cabriolet з елементом даху площею близько 0,8 квадратних метрів, виготовленою з Bayblend T85 XF, також повинна бути стабільною. У разі аварії елемент модуля даху вражає високим енергоспоживанням. Це виграє від безпеки, оскільки компонент не виходить з ладу через поломку. "Стійкість до поломок обумовлена високою в'язкістю суміші ПК + АБС, яка також зберігається на морозі при низьких температурах", - говорить Шультен. Неармований матеріал відповідає високим вимогам до тепла для горизонтальних пластикових компонентів корпусу завдяки своїй температурі стабільності розмірів 127 ° C (0,45 МПа, ISO 75-1, -2). На додаток до високої хімічної стійкості та стійкості до тріщин, ще однією міцністю є 10–15 відсотків краща сипучість порівняно зі стандартним матеріалом. "У поєднанні з нашими ноу-хау з обробки при литтєво-компресійному литті, це дозволяє економно виготовляти литі деталі великої площі з невеликим натягом та деформацією з чудовою якістю поверхні за короткий час циклу", - говорить Ганс Зільх-Бремер, який є керівником головного облікового запису Daimler у розробці елементу даху в Peguform супроводжується суттєво.
Сировина сімейства поліамідів 6, така як Ultramid B3ZG7 CR, Ultramid B3ZG3 CR або Ultramid B3ZG10 CR, зміцнена 35, 15 і 50 відсотками скляних волокон. Спочатку розроблена в основному для застосування на кузові, пов’язаної із захистом пішоходів, високоміцна пластмаса може також використовуватися деінде для компонентів на транспортному засобі, що мають відношення до аварії. На кермі, як конструкційна вставка або на сидінні: скрізь, де потрібно високе та швидке споживання енергії. Для розробки та випробування матеріалів компанія, що базується в Людвігсхафені, розробила гнучку та торсійну балку спеціально для нових типів, оптимізованих для аварій.
Тестовий компонент, який також може бути використаний для тестування замовника, нагадує Ейфелеву вежу в Парижі і має ребра 45 °. У той час як класичний CR-матеріал Ultramid B3WG6 CR може бути скручений майже на 150 ° при статичному випробуванні на кручення без розривів, нові типи пластику витримують скручування під величезним кутом до 240 ° без пошкоджень.
Не просто красиві
Окрім ваги та стійкості, розробки постачальників сировини також спрямовані на технологічність та інші можливі варіанти використання. Наприклад, модифікований ударом поліацеталь Delrin 300 TE відповідає вимогам до використання в салонах автомобілів. Ганс-Германн Кірнер, керівник відділу розробки матеріалів для салонів автомобілів Dupont: "Зважаючи на зростаючі вимоги споживачів до якості, автомобільна промисловість зараз встановлює надзвичайно низькі межі викидів летких органічних речовин (ЛОС)." ГРУП Grafe Group також виділяє низький рівень викидів через низький рівень викидів при використанні повітроводів і повітроводів у конструкції транспортних засобів.
Крім того, свобода дизайну та дизайну - це вимоги, яким відповідають постачальники сировини. Порівняно зі склом та металом, більші можливості формування полікарбонату дозволяють отримати масштабні зовнішні 3D-корпуси складної форми із вбудованими елементами вікон для електронних автомобілів. "Як особливий елемент стилю, ці компоненти можуть формувати зовнішній вигляд автомобілів у сенсі дизайну бренду", - говорить д-р. Свен Гестерманн.
Блиск і колір - також важливі риси стирольного пластику Luran HH 120. Цей матеріал виробляється спільним підприємством BASF, Ineos та компаній із виробництва стирольного пластику. Це використовується у зовнішності автомобілів Skoda, таких як дзеркальні трикутники, компоненти спойлерів та оздоблення, а також для рам та радіопанелей у салоні. Він може бути забарвлений у темно-чорний колір з глянцевим покриттям і характеризується стійкістю до нагрівання та ультрафіолетових променів, хімічною стійкістю та стійкістю до подряпин. Якісного металевого ефекту можна досягти за допомогою суміші на основі поліпропілену Daplen EH 104AE-0515, наприклад у Peugeot 206+. Матеріал містить пігмент, який економить виробнику автомобілів процес фарбування. "Використання металевої кольорової пластмасової суміші для естетичних деталей вимагає сипучого матеріалу, завдяки чому лінії зварного шва можуть бути зведені до мінімуму", - пояснює Томас Ротмайер, старший інженер з розробки додатків у Borealis.
Покривні форми мають високу хімічну стійкість у поєднанні з стійкістю до подряпин. Системне рішення - це спільна розробка Evonik та KrausMaffei. При цьому компоненти, виготовлені з формувальної суміші з оргскла CF, покриваються багатокомпонентною реактивною системою, що не містить розчинників, на основі акрилату, безпосередньо в інструменті для лиття під тиском. Випробування показало, що покриття мали значно меншу глибину проникнення, ніж порівнянні продукти.
Стійкий до дії тепла, розчинників і вологи
Огляд показує, що пластмаси в автомобільному будівництві повинні відповідати різним вимогам. Розробка максимально ефективних транспортних засобів - головна мета розвитку всіх гравців, особливо стосовно нових електромобілів. Однак для постачальників пластмас важливо не лише бути компетентним у питаннях сировини, але й підтримувати весь процес переробки та будівництва.