Карайте почти безтегловност в бъдещето

Леки, стабилни и красиви - така бихме могли да опишем най-важните свойства на новите суровини за автомобилната техника. Светлина - тъй като леките компоненти повишават енергийната ефективност на двигателите и електрическите превозни средства, би било немислимо без леката пластмаса. Стабилен - защото пластмасите трябва да заместват металите. Хубаво - тъй като външният вид на автомобила е основен аргумент за продажбите.

Отидете по-далеч с по-малко тегло

Що се отнася до леката конструкция, доставчиците възприемат множество подходи. Независимо дали са нови гуми като Conti.e Contact за електрически превозни средства или хибриди, които се характеризират със значително намалено съпротивление при търкаляне, или пластмаси за джанти, дискове или лостове за превключване на скоростите. За последното партньорите Leopold Kostal и EMS-Grivory използваха материала GVX-65H и оптимизираха компонента чрез различни анализи на потока на плесени и крайни елементи.

За подмяна на стъклото могат да се използват поликарбонатни или плексигласови стъкла. С тези материали могат да се спестят до 50 процента тегло. „Прозорците за автомобили, изработени от нашия поликарбонат, могат да допринесат значително за компенсиране на голямото тегло на батериите в електрическите автомобили“, обяснява д-р. Свен Гестерман, мениджър ключови клиенти в отдела за автомобилно остъкляване в Bayer Materialscience. "Важна цел на настоящото развитие е значително да се увеличи обхватът на автомобилите."

Плексигласът също спестява много тегло в сравнение със стъклото и се характеризира с дълъг експлоатационен живот и прозрачност. Дебела пет милиметра плоча от плексиглас вече е получила сертификат ECE R 43 за странично, задно и покривно стъкло На практика тези дискове се тестват в Lotus на пистата. „Но, разбира се, сме на път с проекти по целия свят,“ казва Рудолф Блас, който е отговорен за автомобилното остъкляване в бизнес линията на акрилни полимери в Evonik. „Например нашият материал вече е в серийно производство в малка китайска кола от марката Chang'an: като елемент на стъклото заедно със задната светлина, която също е направена от плексиглас. Предстоят и други решения: Например, IR отразяващото стъкло и интегрираните фотоволтаични клетки вече могат да бъдат внедрени в покрива на автомобила. Интегрирането на функции е ключовата дума и възможностите за това в никакъв случай не са ограничени. "

Лека и стабилна - пластмасова джанта за серийно производство

Термопластичната джанта е друг важен етап в развитието. За концептуалното превозно средство на новата интелигентна телевизия, партньорите BASF и Daimler разработиха изцяло пластмасова джанта, която е с над 30 процента по-лека от стандартното алуминиево джанта. Той тежи само шест килограма и е изработен от новата специална полиамидна структура Ultramid. Значителното намаляване на теглото на автомобила с общо 12 килограма намалява разхода на гориво при конвенционално задвижване; в случай на автомобил с акумулатор като smart forvision, това увеличава обхвата. „Първите джанти от термореактивна пластмаса вече се предлагат в състезателни и малки серии“, обяснява Хайко Хес, който е отговорен за развитието на колелата в BASF. "Въпреки това, в сравнение с термопластичните джанти, които могат да бъдат произведени чрез шприцоване, те са значително по-сложни и следователно по-скъпи за производство и неподходящи за широкомащабна употреба."

При проектирането на тази тежкотоварна джанта Ultramid, както при многобройните компоненти, изработени от този материал през последните години, беше използван сега универсално приложимият инструмент за симулация Ultrasim. С помощта на топологична оптимизация, формата и положението на ребрата на пластмасовия ръб могат да бъдат предсказвани и оптимизирани на компютъра - без да се нарушава дизайна.

Стабилен и убедителен в краш теста

За стабилност в леката конструкция, от една страна, самите суровини, но също така и обработката и оформянето са от решаващо значение. И затова химическите компании сега предлагат не само опит в материалите, но и в тяхната обработка и строителство. Това важи и за обширния пакет услуги, който Lanxess предлага под името Hi Ant. „Искаме да подчертаем предимствата на клиентите, които използват нашето ноу-хау в материалите, симулационните техники, конструкцията, производствените процеси и технологиите за приложение“, обясни Ларс Краус, ръководител на отдел „Технически маркетингови услуги“ в бизнес звеното „Полукристални продукти“ в Lanxess. Последният пример за експертиза зад този пакет услуги е пробив във формирането на дълги подсилени със стъклени влакна органични листове. Експертите от доставчика на суровини вече могат да симулират този сложен процес. Те изчисляват как влакната са ориентирани след деформация. Това е предпоставка за последващия процес на шприцоване на полиамид, за да се получат високоустойчиви и леки хибридни структурни компоненти от органични листове като автомобилни рокерски панели или B-колони.

Основната версия на електрохидравличната покривна система Vario на Mercedes SLK Cabriolet с елемент на покривен модул от около 0,8 квадратни метра от Bayblend T85 XF също трябва да бъде стабилна. В случай на катастрофа елементът на покривния модул впечатлява с високата си консумация на енергия. Безопасността се възползва от това, защото компонентът не се повреди поради счупване. „Устойчивостта на счупване се дължи на високата издръжливост на нашата смес PC + ABS, която също се запазва в студа при ниски температури“, казва Шултен. Неармираният материал отговаря на високите топлинни изисквания за хоризонтални пластмасови компоненти на корпуса поради своята температура на стабилност на размерите от 127 ° C (0,45MPa, ISO 75-1, -2). В допълнение към високата химическа устойчивост и устойчивост на напукване, друга якост е 10 до 15 процента по-добра течливост в сравнение със стандартния материал. „В комбинация с нашето ноу-хау за обработка при шприцоване под налягане, позволява икономично производство на формовани детайли с голяма площ с малко напрежение и изкривяване с отлично качество на повърхността за кратки цикли“, казва Ханс Зилх-Бремер, който е мениджър на ключови клиенти за Daimler при разработването на покривния елемент в Peguform значително придружени.

Суровините от семейството на полиамид 6, като Ultramid B3ZG7 CR, Ultramid B3ZG3 CR или Ultramid B3ZG10 CR, са подсилени с 35, 15 и 50 процента стъклени влакна. Първоначално разработена предимно за приложения на каросерията, свързани със защитата на пешеходците, високоякостните пластмаси могат да се използват и другаде за компоненти, свързани с катастрофата на автомобила. На волана, като структурна вложка или на седалката: навсякъде, където се изисква висок и бърз разход на енергия. За разработване и изпитване на материали, базираната в Лудвигсхафен компания разработи огъваща и усукваща греда, специално за новите типове, оптимизирани при катастрофа.

Тестовият компонент, който може да се използва и за тестове на клиенти, напомня Айфеловата кула в Париж и има ребра от 45 °. Докато класическият CR материал Ultramid B3WG6 CR може да бъде усукан с почти 150 ° при статично изпитване на усукване, без да се счупва, новите видове пластмаси могат да издържат на усукване под огромния ъгъл до 240 ° без повреда.

Не само красива

В допълнение към теглото и устойчивостта, разработките на доставчиците на суровини са насочени и към обработваемост и други възможни приложения. Модифицираният от удар полиацетал Delrin 300 TE, например, отговаря на изискванията за използване в интериора на автомобила. Ханс-Херман Кирнер, ръководител на отдел „Материални разработки“ за интериора на моторните превозни средства в Dupont: „С оглед на нарастващите изисквания за качество на потребителите, автомобилната индустрия понастоящем определя изключително ниски граници за емисии на летливи органични вещества (VOC).“ Grafe Group с ниски емисии PP съединение също се откроява поради ниските емисии за използване на въздуховоди и канали в конструкцията на превозното средство.

В допълнение, свободата на дизайн и дизайн са изисквания, на които доставчиците на суровини отговарят. В сравнение със стъклото и метала, по-големите възможности за оформяне на поликарбоната позволяват външни 3D части на тялото с голяма форма и сложна форма с интегрирани прозорци за електронни превозни средства. „Като отличителен стилов елемент, тези компоненти могат да оформят външния вид на автомобилите в смисъл на дизайн на марката,“ казва д-р. Свен Гестерман.

Блясъкът и цветът също са съществени характеристики на стиреновата пластмаса Luran HH 120. Материалът е произведен от съвместно предприятие между BASF, Ineos и компании за производство на стирена. Това се използва от външната страна на автомобилите на Skoda, като огледални триъгълници, компоненти на спойлера и облицовки, но също така и за рамки и радио панели в интериора. Той може да бъде оцветен в наситено черно с гланцово покритие и се характеризира със своята устойчивост на топлина и UV, химическа устойчивост и устойчивост на надраскване. Висококачествен метален ефект може да бъде постигнат с използването на съединението на базата на полипропилен Daplen EH 104AE-0515, например в Peugeot 206+. Материалът съдържа пигмент, който спестява на производителя на автомобила процеса на боядисване. „Използването на метално оцветено пластмасово съединение за естетични части изисква силно течащ материал, така че линиите на заваряване да могат да бъдат намалени до минимум“, обяснява Томас Ротмайер, старши инженер по разработка на приложения в Borealis.

Покривните повърхности предлагат висока химическа устойчивост, съчетана с устойчивост на надраскване. Системното решение е съвместна разработка на Evonik и KrausMaffei. По време на процеса компонентите, изработени от формовъчно съединение от плексиглас CF, са покрити с многокомпонентна реактивна система без разтворител на базата на акрилат директно в инструмента за шприцоване. Тестът показа, че покритията имат значително по-ниска дълбочина на проникване в сравнение с подобни продукти.

Устойчив на топлина, разтворители и влага

Прегледът показва, че пластмасите в автомобилното строителство трябва да отговарят на различни изисквания. Проектирането на превозни средства, които са възможно най-ефективни, е движещата цел за развитие на всички играчи, особено по отношение на нововъзникващите електрически превозни средства. За доставчиците на пластмаси обаче е важно не само да бъдат компетентни по въпросите на суровините, но и да подкрепят целия процес на преработка и строителство.