Автопластики: инновации года.
Общество инженеров по переработке пластмасс (SPE) в этом году присудило очередные награды за инновации в автомобильной промышленности, которые были вручены в Детройте.
Технические решения, связанные с армированием непрерывным стекловолокном и его применением со структурным выдувным формованием, получили четыре из присуждавшихся в этом году девяти наградза инновации в автомобильной промышленности SPE (Общества инженеров по переработке пластмасс), которые были вручены в Детройте. Семь из девяти победителей использовали материалы на основе полипропилена, включая TPO и TPV, что отражает тот факт, что основное внимание в автомобильной промышленности уделяется низкозатратности, небольшой массе и простоте утилизации для повторного использования.
Из 45 кандидатов комитет автомобильной секции SPE отобрал 27 финалистов, из которых жюри из 15 судей, которыми были представители промышленности, консалтинга, научных кругов и отраслевой печати (включая и Plastics Technology), выбрало победителей. Полный список победителей, не все из которых рассмотрены здесь, см. в разделе “Learn More”.
Непрерывное волокно выделялось на общем фоне
Восемь финалистов продемонстрировали растущую зависимость автомобильной отрасли от превосходной прочности и жесткости, которые обеспечивает армирование непрерывным волокном. Одним из самых необычных претендентов и победителей был потолок салона 2007 Honda Acura MDX, получивший Экологическую награду. В то время как большинство потолков салона изготавливается прямым прессованием под давлением из листа стекломатного термопласта (GMT), в данном случае непрерывное стекловолокно было заменено непрерывным волокном базальта (см. раздел “Learn More”). Хотя базальтовые волокна и тяжелее, и дороже, они обеспечивают практически те же механические свойства, что и стекло. Причиной использования базальта является тот факт, что он не загрязняет мусоросжигательные установки, которые используются в Японии для утилизации не подлежащих повторному использованию деталей автомобилей с истекшим сроком эксплуатации.
По имеющимся данным, потолки салонов содержат примерно 70% всего стекловолокна, имеющегося в автомобиле Оно плавится в мусоросжигательной камере и прилипает к ее стенкам, из-за чего требуется дорогостоящее материально-техническое обслуживание. Совет по утилизации и обработке Японии законодательно вменил автомобильным компаниям в обязанность оплату этих расходов на очистку мусоросжигательных камер.
Поддающийся формованию лист из полипропилена и базальта является новым продуктом компании Azdel Inc., который называется VolcaLite (реализуется на рынке GE Plastics). Потолок салона формует M-Tek, Inc., Манчестер, Теннеси.
Также интерес представляет первое появление среди победителей конкурса деталей с непрерывным стекловолокном, изготовленных с применением прямой непрерывно-волоконной термопластической технологии (D-LFT). Победителем в категории Внутренняя часть салона стала структурная сборка лотков приборной панели (IP) для 2007 Dodge Nitro SUV. Наличие структурного лотка из полипропилена, наполненного непрерывным стекловолокном на 30%, присоединенного вибросваркой к крепежному приспособлению приборной панели из TPO, наполненного тальком, исключает необходимость использования металлического балансира, что позволяет сэкономить и затраты, и массу. У полипропилена с непрерывным стекловолокном жесткость в два раза выше, чем у более дорогого и более тяжелого (на 7%) PC/ABS, который он заменяет, это доводит общую экономию на стоимости всей сборки до 15%. Этот лоток будет также использоваться для 2008 Jeep Liberty KK.
Дополнительный интерес представляет тот факт, что данная деталь была сформована на установке для создания компаунда и литьевого формования Krauss-Maffei (IMC), установке, на которой двухшнековый экструдер смонтирован над плунжером двухэтапного формовочного пресса. Двухшнековый экструдер втягивает непрерывные нити стекла, смешивает и впрыскивает их с полипропиленом, средством, способствующим адгезии между смолой и наполнителем, и черным концентратом, и повторно перемалывает перед поступлением в плунжер литьевой машины. Наличие аккумулятора позволяет экструдеру работать непрерывно.
Деталь была сформована с использованием полипропиленового сополимера с высокой текучестью (60 MFR), Pro-fax SG853 компании Basell, так, что у готовой смеси 20 MFR. По словам производителя формованных изделий для Tier 1, Intertec Systems, Сент-Мэри, Онтарио, длина стекловолокна, поступающего в пресс-форму, составляет от 20 до 25 мм, а волокон в сформованной детали в среднем 8 мм. Таким образом, по имеющимся данным, IMC дает вдвое большие прочность на разрыв и растяжимость, чем те, которые могли бы дать предварительно превращенные в компаунд гранулы с непрерывным волокном со стандартной длиной стекловолокна от 4 до 5 мм даже при более высоком содержании (40%). Intertec также сообщает о вдвое большей устойчивости к ударному воздействию по сравнению с полипропиленом с коротким стекловолокном и более чем в два раза большей жесткости по сравнению с ранее использовавшимися PC/ABS. Поскольку компаунд из материала изготавливается в прессе, DaimlerChrysler и Intertec разработали новинку: спецификацию материалa на основе сформованной детали, а не сырья.
Еще один финалист этого года использовал технологию IMC от Krauss-Maffei для создания компаунда полипропилена с непрерывным стекловолокном прямо на прессе. Это был цельный модуль внутренней оснастки двери и конструктивное усиление для седана 2007 Chrysler Sebring. Эта деталь, наполненная стекловолокном на 40%, позволяет отказаться от 11 отдельных компонентов сборки, включая и штампованное металлическое усиление. Встроенная опора подлокотника спроектирована так, чтобы складываться при боковом ударном воздействии. По сообщению формовщика, Intier Automotive Interiors, подразделение Magna International, Нови, Мичиган, литьевое-компрессионное формование дает толщину стенок 2 мм и длину стекловолокна в готовом изделии 12мм.
Пять остальных финалистов изготавливались литьевым формованием из гранул с непрерывным стекловолокном:
• Спортивные машины Mercedes-Benz M-, R-, и GL-класса, первое использование полипропилена, наполненного стекловолокном на 30%, для изготовления крупных крепежных устройств приборных панелей литьевым формованием. Формование осуществлялось Delphi Corp. в Гадсдене, Алабама, с использованием 13-мм гранул StaMax от SABIC Europe, Ситтард, Нидерланды. (SABIC выдала лицензию RheTech для производства в США аналогичного продукта под названием RheMax.) Delphi использовала этот материал вместо SMA, PC, или PC/ABS. Толщина стенок составляет 1.8 мм, а участки вокруг бесшовной дверцы надувной подушки безопасности даже тоньше.
• Переднее несущее устройство для Jeep Wrangler имеет два продольных элемента из 40% наполненного непрерывным стекловолокном полипропилена (Celstran комании Ticona), которые соединены со стальными брусьями сверху и снизу. Детали соединены структурным связывающим веществом Betamate LESA компании Dow, для использования которого не требуется никакого грунтового покрытия или же подготовки поверхности. Сборка производится Decoma International, Конкорд, Онтарио.
• Полностью изготовленная из пластмассы структурная рама окна для 2007 Jeep Wrangler формуется для Decoma компанией Nyloncraft, Inc., Мишавака, Индиана, с использованием 40% гранул непрерывного стекловолокна и полипропилена компании Ticona Celstran.
• Полипропиленовое несущее устройство для первого регулятора оконного стекла, не содержащего стальной направляющей, было сформовано Faurecia Interior Systems во Фрэзире, Мичиган, для 2007 Dodge Nitro. Faurecia смешивает 75% гранулированный концентрат с непрерывным стекловолокном Twintex от Saint-Gobain Vetrotex America с чистым полипропиленом прямо на прессе для получения 25% содержания стекловолокна в готовой детали.
• Нижний усилитель бампера для обеспечения безопасности пешеходов на 2006 Opel Corsa формуется из наполненного непрерывным стекловолокном на 30% найлона 6 (BASF Ultramid B3WG6 CR) компанией Heyco в Германии. BASF разработала новое патентованное программное обеспечение, которое преобразует данные об ориентированности волокна в детали, которые были спрогнозированы за счет моделирования заполнения формы, в те механические свойства, которые определяются структурным анализом конечных элементов.
Отмеченное наградами выдувное формование
И награда за внешние детали кузова, и Гран При в этом году достались переднему и заднему бамперам для 2007 Jeep JK. Эти бамперы производятся выдувным формованием из специального TPO (Salflex 610MW RXF), а компаунд создается Salflex Polymers, подразделением компании ABC Group, Торонто, другое подразделение которой сформовало бамперы. Это структурные детали с неокрашенной поверхностью класса А с текстурой. Их выбрали вместо традиционной системы с корпусом и сотообразными гасителями энергии, изготовленными литьевым формованием, но у варианта с выдувным формованием все же остается стальной опорный компонент. Пластмассовая часть весит от 11 до 15 фунтов. Бамперы соответствуют европейским требованиям защиты пешеходов от ударного воздействия, они выдерживают 300-фунтовое испытание со ступенчатой нагрузкой, и, по имеющимся данным, также обладают исключительным качеством зерна для таких крупных деталей, изготовленных выдувным формованием.
Победителем в категории безопасности стала полностью структурная изготовленная выдувным формованием спинка сидения для седана 2007 Audi TT. Эти необычные отдельно стоящие сидения были сформованы Moellertech GmbH в Билефельде, Германия из PC/ABS Pulse 2200 BG компании Dow для Lear Corp. Деталь с ребрами заменяет стальную раму и листовой металл. В форме имеются выступы, которые создают углубления, увеличивающие жесткость.
Одним из самых интересных финалистов, хотя и не ставшим победителем, был изготовленный выдувным формованием пол багажника из наполненного тальком полипропилена с поверхностью из нескользящего ТРО, изготовленной заливкой. Эту деталь сформовала для 2006 Dodge Caliber SUV, а также Jeep Compass и Patriot, Lear Corp., Фремонт, Огайо. Двух или трехмиллиметровый лист из TPO с выпуклым зернистым рисунком предварительно нарезается и помешается в форму до экструзии и раздува заготовки позади листа. Лист подвергают специальной обработке, чтобы сделать его пористым так, чтобы исключить наличие воздуха между листом ТРО и полипропиленовой заготовкой, давая им надежно соединиться друг с другом без какого-либо связывающего вещества. У детали имеются внутренние ребра для жесткости так, чтобы она могла выдерживать нагрузку в 250 фунтов, а также открывающаяся петля для доступа к запасному колесу, которое находится под полом. Использование одноэтапной технологии выдувного формования с заливкой позволяет обходиться без коврика, для которого потребовались бы связывающее вещество и дополнительные технологические операции.
Мэттью Найтов, редактор
Источник: Plastics Technology
Источник: «NEWCHEMISTRY.ru» - аналитический портал химической промышленности
www.newchemistry.ru
Из 45 кандидатов комитет автомобильной секции SPE отобрал 27 финалистов, из которых жюри из 15 судей, которыми были представители промышленности, консалтинга, научных кругов и отраслевой печати (включая и Plastics Technology), выбрало победителей. Полный список победителей, не все из которых рассмотрены здесь, см. в разделе “Learn More”.
Непрерывное волокно выделялось на общем фоне
Восемь финалистов продемонстрировали растущую зависимость автомобильной отрасли от превосходной прочности и жесткости, которые обеспечивает армирование непрерывным волокном. Одним из самых необычных претендентов и победителей был потолок салона 2007 Honda Acura MDX, получивший Экологическую награду. В то время как большинство потолков салона изготавливается прямым прессованием под давлением из листа стекломатного термопласта (GMT), в данном случае непрерывное стекловолокно было заменено непрерывным волокном базальта (см. раздел “Learn More”). Хотя базальтовые волокна и тяжелее, и дороже, они обеспечивают практически те же механические свойства, что и стекло. Причиной использования базальта является тот факт, что он не загрязняет мусоросжигательные установки, которые используются в Японии для утилизации не подлежащих повторному использованию деталей автомобилей с истекшим сроком эксплуатации.
По имеющимся данным, потолки салонов содержат примерно 70% всего стекловолокна, имеющегося в автомобиле Оно плавится в мусоросжигательной камере и прилипает к ее стенкам, из-за чего требуется дорогостоящее материально-техническое обслуживание. Совет по утилизации и обработке Японии законодательно вменил автомобильным компаниям в обязанность оплату этих расходов на очистку мусоросжигательных камер.
Поддающийся формованию лист из полипропилена и базальта является новым продуктом компании Azdel Inc., который называется VolcaLite (реализуется на рынке GE Plastics). Потолок салона формует M-Tek, Inc., Манчестер, Теннеси.
Также интерес представляет первое появление среди победителей конкурса деталей с непрерывным стекловолокном, изготовленных с применением прямой непрерывно-волоконной термопластической технологии (D-LFT). Победителем в категории Внутренняя часть салона стала структурная сборка лотков приборной панели (IP) для 2007 Dodge Nitro SUV. Наличие структурного лотка из полипропилена, наполненного непрерывным стекловолокном на 30%, присоединенного вибросваркой к крепежному приспособлению приборной панели из TPO, наполненного тальком, исключает необходимость использования металлического балансира, что позволяет сэкономить и затраты, и массу. У полипропилена с непрерывным стекловолокном жесткость в два раза выше, чем у более дорогого и более тяжелого (на 7%) PC/ABS, который он заменяет, это доводит общую экономию на стоимости всей сборки до 15%. Этот лоток будет также использоваться для 2008 Jeep Liberty KK.
Дополнительный интерес представляет тот факт, что данная деталь была сформована на установке для создания компаунда и литьевого формования Krauss-Maffei (IMC), установке, на которой двухшнековый экструдер смонтирован над плунжером двухэтапного формовочного пресса. Двухшнековый экструдер втягивает непрерывные нити стекла, смешивает и впрыскивает их с полипропиленом, средством, способствующим адгезии между смолой и наполнителем, и черным концентратом, и повторно перемалывает перед поступлением в плунжер литьевой машины. Наличие аккумулятора позволяет экструдеру работать непрерывно.
Деталь была сформована с использованием полипропиленового сополимера с высокой текучестью (60 MFR), Pro-fax SG853 компании Basell, так, что у готовой смеси 20 MFR. По словам производителя формованных изделий для Tier 1, Intertec Systems, Сент-Мэри, Онтарио, длина стекловолокна, поступающего в пресс-форму, составляет от 20 до 25 мм, а волокон в сформованной детали в среднем 8 мм. Таким образом, по имеющимся данным, IMC дает вдвое большие прочность на разрыв и растяжимость, чем те, которые могли бы дать предварительно превращенные в компаунд гранулы с непрерывным волокном со стандартной длиной стекловолокна от 4 до 5 мм даже при более высоком содержании (40%). Intertec также сообщает о вдвое большей устойчивости к ударному воздействию по сравнению с полипропиленом с коротким стекловолокном и более чем в два раза большей жесткости по сравнению с ранее использовавшимися PC/ABS. Поскольку компаунд из материала изготавливается в прессе, DaimlerChrysler и Intertec разработали новинку: спецификацию материалa на основе сформованной детали, а не сырья.
Еще один финалист этого года использовал технологию IMC от Krauss-Maffei для создания компаунда полипропилена с непрерывным стекловолокном прямо на прессе. Это был цельный модуль внутренней оснастки двери и конструктивное усиление для седана 2007 Chrysler Sebring. Эта деталь, наполненная стекловолокном на 40%, позволяет отказаться от 11 отдельных компонентов сборки, включая и штампованное металлическое усиление. Встроенная опора подлокотника спроектирована так, чтобы складываться при боковом ударном воздействии. По сообщению формовщика, Intier Automotive Interiors, подразделение Magna International, Нови, Мичиган, литьевое-компрессионное формование дает толщину стенок 2 мм и длину стекловолокна в готовом изделии 12мм.
Пять остальных финалистов изготавливались литьевым формованием из гранул с непрерывным стекловолокном:
• Спортивные машины Mercedes-Benz M-, R-, и GL-класса, первое использование полипропилена, наполненного стекловолокном на 30%, для изготовления крупных крепежных устройств приборных панелей литьевым формованием. Формование осуществлялось Delphi Corp. в Гадсдене, Алабама, с использованием 13-мм гранул StaMax от SABIC Europe, Ситтард, Нидерланды. (SABIC выдала лицензию RheTech для производства в США аналогичного продукта под названием RheMax.) Delphi использовала этот материал вместо SMA, PC, или PC/ABS. Толщина стенок составляет 1.8 мм, а участки вокруг бесшовной дверцы надувной подушки безопасности даже тоньше.
• Переднее несущее устройство для Jeep Wrangler имеет два продольных элемента из 40% наполненного непрерывным стекловолокном полипропилена (Celstran комании Ticona), которые соединены со стальными брусьями сверху и снизу. Детали соединены структурным связывающим веществом Betamate LESA компании Dow, для использования которого не требуется никакого грунтового покрытия или же подготовки поверхности. Сборка производится Decoma International, Конкорд, Онтарио.
• Полностью изготовленная из пластмассы структурная рама окна для 2007 Jeep Wrangler формуется для Decoma компанией Nyloncraft, Inc., Мишавака, Индиана, с использованием 40% гранул непрерывного стекловолокна и полипропилена компании Ticona Celstran.
• Полипропиленовое несущее устройство для первого регулятора оконного стекла, не содержащего стальной направляющей, было сформовано Faurecia Interior Systems во Фрэзире, Мичиган, для 2007 Dodge Nitro. Faurecia смешивает 75% гранулированный концентрат с непрерывным стекловолокном Twintex от Saint-Gobain Vetrotex America с чистым полипропиленом прямо на прессе для получения 25% содержания стекловолокна в готовой детали.
• Нижний усилитель бампера для обеспечения безопасности пешеходов на 2006 Opel Corsa формуется из наполненного непрерывным стекловолокном на 30% найлона 6 (BASF Ultramid B3WG6 CR) компанией Heyco в Германии. BASF разработала новое патентованное программное обеспечение, которое преобразует данные об ориентированности волокна в детали, которые были спрогнозированы за счет моделирования заполнения формы, в те механические свойства, которые определяются структурным анализом конечных элементов.
Отмеченное наградами выдувное формование
И награда за внешние детали кузова, и Гран При в этом году достались переднему и заднему бамперам для 2007 Jeep JK. Эти бамперы производятся выдувным формованием из специального TPO (Salflex 610MW RXF), а компаунд создается Salflex Polymers, подразделением компании ABC Group, Торонто, другое подразделение которой сформовало бамперы. Это структурные детали с неокрашенной поверхностью класса А с текстурой. Их выбрали вместо традиционной системы с корпусом и сотообразными гасителями энергии, изготовленными литьевым формованием, но у варианта с выдувным формованием все же остается стальной опорный компонент. Пластмассовая часть весит от 11 до 15 фунтов. Бамперы соответствуют европейским требованиям защиты пешеходов от ударного воздействия, они выдерживают 300-фунтовое испытание со ступенчатой нагрузкой, и, по имеющимся данным, также обладают исключительным качеством зерна для таких крупных деталей, изготовленных выдувным формованием.
Победителем в категории безопасности стала полностью структурная изготовленная выдувным формованием спинка сидения для седана 2007 Audi TT. Эти необычные отдельно стоящие сидения были сформованы Moellertech GmbH в Билефельде, Германия из PC/ABS Pulse 2200 BG компании Dow для Lear Corp. Деталь с ребрами заменяет стальную раму и листовой металл. В форме имеются выступы, которые создают углубления, увеличивающие жесткость.
Одним из самых интересных финалистов, хотя и не ставшим победителем, был изготовленный выдувным формованием пол багажника из наполненного тальком полипропилена с поверхностью из нескользящего ТРО, изготовленной заливкой. Эту деталь сформовала для 2006 Dodge Caliber SUV, а также Jeep Compass и Patriot, Lear Corp., Фремонт, Огайо. Двух или трехмиллиметровый лист из TPO с выпуклым зернистым рисунком предварительно нарезается и помешается в форму до экструзии и раздува заготовки позади листа. Лист подвергают специальной обработке, чтобы сделать его пористым так, чтобы исключить наличие воздуха между листом ТРО и полипропиленовой заготовкой, давая им надежно соединиться друг с другом без какого-либо связывающего вещества. У детали имеются внутренние ребра для жесткости так, чтобы она могла выдерживать нагрузку в 250 фунтов, а также открывающаяся петля для доступа к запасному колесу, которое находится под полом. Использование одноэтапной технологии выдувного формования с заливкой позволяет обходиться без коврика, для которого потребовались бы связывающее вещество и дополнительные технологические операции.
Мэттью Найтов, редактор
Источник: Plastics Technology
Источник: «NEWCHEMISTRY.ru» - аналитический портал химической промышленности
www.newchemistry.ru