Hybrydowy Moduł Przedni z Regulacją Przepływu Powietrza

Materiały termoplastyczne o dużej płynności są zazwyczaj nieco droższe niż porównywalne materiały standardowe, zapewniają jednak korzyści w zakresie obróbki, kosztów produkcji i swobody projektowania, które sprawiają, że jest to opłacalne rozwiązanie. Dobrym przykładem jest zintegrowana rama wlotu powietrza produkowana w technologii łączącej tworzywa sztuczne i metal (technologia hybrydowa) do modelu Ford Kuga (pojazd typu SUV). Oprócz stalowych paneli w produkcji narażonego na duże obciążenia elementu konstrukcyjnego wykorzystuje się Durethan BKV30H2.0EF koncernu LANXESS – wzmocniony włóknem szklanym poliamid 6 o dużej płynności. Ramę i cały moduł przedni opracowała i pro­du­kuje Montaplast GmbH, globalny dostawca części dla przemysłu motoryzacyjnego z siedzibą w Morsbach (Niemcy).

– Nasz poliamid 6 o dużej płynności można poddawać obróbce przy niższych ciśnieniach wtrysku – podkreśla Ulrich Dajek, ekspert w dziedzinie projektowania materiałów hybrydowych w LANXESS. – Dlatego do produkcji hybrydowych ram wlotu powietrza mogą być wykorzystywane mniejsze wtryskarki o mniejszych siłach zwarcia. Ma to pozytywny wpływ na koszty eksploatacji maszyn i pozwala na większą elastyczność w zakresie wyboru wtryskarki i planowania produkcji.

Cztery zintegrowane aktywne żaluzje wlotu powietrza

W ramie znajduje się aktywnie sterowana jednostka. Składa się z czterech ruchomych żaluzji, które zapewniają dopływ powietrza do układu chłodze­nia silnika w zależności od zapotrzebowania. Rama zawiera metalowe wkład­­­ki wzmacniające po bokach i w górnej części, w której znajduje się narażony na duże obciążenia zatrzask klapy przedniej. Głównym zadaniem hybrydowej konstrukcji jest zapewnienie wsparcia dla układu chłodzenia i utrzymywanie go we właściwym położeniu. W ramie zintegrowane są również liczne funkcje dodatkowe, takie jak prowadnice, mocowania napędu regulacji i elementy mocujące. – Naszym inżynierom ds. rozwoju udało się zintegrować wszystkie te elementy, funkcje i powierzchnie styku w taki sposób, żeby spełnić wymagania funkcjonalne i wymagania związane z obciążeniami.Jednocześnie zadbali, żeby cały moduł przedni można było produkować w różnych, odpowiadających potrzebom danego regionu wersjach w ramach taniego, zautomatyzowanego i wydajnego procesu – wyjaśnia Horst-Dieter Haltrich, kierownik zespołu zajmującego się opraco­wy­waniem nowych produktów w firmie Montaplast.

Bezpośrednie połączenia gwintowane o większej stabilności dzięki poliamidowi 6

Poliamid 6, tworzywo sztuczne wykorzystane w konstrukcji hybrydowej ramy, ma dwie główne zalety w porównaniu z materiałem alternatywnym, jakim jest polipropylen. Pierwszą z nich jest możliwość zastosowania bezpośrednich połączeń gwintowanych, które są tańszym rozwiązaniem niż stosowanie dodatkowych metalowych wkładek. Połączenia gwintowane zaprojektowane z użyciem poliamidu 6 są znacznie bardziej stabilne, mają dłuższą żywotność i są bardziej niezawodne niż w przypadku polipropylenu. Druga zaleta poliamidu polega na tym, że w przeciwieństwie do polipropy­lenu wytrzymuje obciążenia termiczne powstające podczas zamykania żaluzji.

Łatwiejsze uzyskiwanie filigranowych elementów o cienkich ściankach

Ze względu na dużą płynność poliamidu 6 możliwe jest projektowanie filigranowych elementów o cieńszych ściankach. – Możliwe było zmniej­szenie grubości ścianek o około 20% w strefach narażonych na mniejsze obciążenia. W porównaniu ze standardowym poliamidem 6 o tej samej zawartości włókna szklanego pozwoliło to na znaczne zmniejszenie masy – podkreśla Ulrich Dajek. Ze względu na mniejsze ciśnienie napełniania inną zaletą materiału o dużej płynności jest możliwość produkowania elementów przy mniejszych naprężeniach, co do minimum ogranicza odkształcenia.

Kompleksowe usługi HiAnt

Specjaliści Ford, Montaplast i LANXESS ściśle ze sobą współpracowali podczas całego procesu opracowywania hybrydowej ramy, aż do momentu rozpoczęcia produkcji seryjnej. Koncern LANXESS zaoferował również swoje usługi techniczne HiAnt. W ramach jednego z kilku badań technicz­nych dokonano analizy topologii elementu, aby przedstawić sugestie dotyczące budowy i położenia wzmacniających żeber z poliamidu z uwzględ­nieniem stosownych scenariuszy obciążeń. Duże wyzwanie stano­wiły również różne obliczenia i symulacje, takie jak analiza sztywności moco­wa­nia chłodnicy oraz stabilności dynamicznej, poziomu hałasu, drgań i innych uciążliwości w przypadku ramy. Przeprowadzono również symu­lacje dotyczące wytrzymałości na obciążenia obszaru zatrzasku wzmocnio­nego metalem (zatrzask klapy przedniej), jak również kilku scenariuszy obciążenia istotnych z punktu widzenia ubezpieczenia, takich jak testy obejmujące uderzenie w dolną część nogi w celu zapewnienia ochrony pieszych lub zachowanie się całego zespołu w przypadku drobnych kolizji, np. uderzenia podczas parkowania. LANXESS przeprowadził ponadto testy części prototypowej i seryjnej zgodnie ze specyfikacjami firmy Ford.
– Umieściliśmy na przykład cały zespół w komorze klimatycznej i pozwo­liliśmy, by pokrył się lodem, a następnie sprawdziliśmy, czy żaluzje wlotu powietrza bez problemu się otwierają i zamykają – opowiada Ulrich Dajek.

Więcej informacji o produktach, nowych rozwiązaniach, technologiach i us­łu­gach koncernu LANXESS z wykorzystaniem poliamidów, poliestrów i ter­mo­­­plastycz­nych materiałach kompozytowych na potrzeby nowych form transportu (w szczególności elektromobilności) opublikowano na stronach https://new-mobility.lanxess.com i www.hiant.lanxess.com.

Koncern LANXESS jest jednym z najważniejszych producentów specjalistycznych środków chemicznych na świecie. W 2019 roku osiągnął sprzedaż w wysokości 6,8 mld euro. Obecnie koncern zatrudnia około 14 300 pracowników w 33 różnych krajach. Podstawowym przedmiotem działalności koncernu LANXESS jest opracowywanie, produkcja i dystrybucja półproduktów chemicznych, dodatków, specjalistycznych substancji chemicznych oraz tworzyw sztucznych. Koncern LANXESS należy do najważniejszych indeksów zrównoważonego rozwoju: Dow Jones Sustainability Index (DJSI) World i FTSE4Good. 

Oświadczenia dotyczące przyszłości:

Niniejszy komunikat prasowy zawiera pewne oświadczenia dotyczące przyszłości, które mogą obejmować założenia, opinie, oczekiwania i poglądy wyrażane przez firmę lub pochodzące ze źródeł należących do stron trzecich. Różne znane i nieznane zagrożenia, niewiadome oraz inne czynniki mogą przyczynić się do powstania znacznych różnic pomiędzy rzeczywistymi wynikami, sytuacją finansową, rozwojem i osiągnięciami koncernu LANXESS AG a podanymi lub sugerowanymi tutaj przewidywaniami. LANXESS AG nie gwarantuje, że założenia stanowiące podstawę dla tych oświadczeń dotyczących przyszłości są pozbawione błędów i nie bierze na siebie żadnej odpowiedzialności za przyszłą trafność opinii wyrażonych w niniejszej prezentacji ani za rzeczywistą realizację prognozowanych wyników. Niniejszy dokument nie zawiera żądnych gwarancji ani zobowiązań w odniesieniu do informacji, szacunków, celów i opinii zawartych w niniejszym dokumencie, nie zachęca do pokładania zaufania w tych informacjach, szacunkach, celach i opiniach, a także nie powinien być interpretowany jako wzięcie odpowiedzialności za jakiekolwiek błędy, pominięcia lub nieprawidłowości zawarte w tym dokumencie. Żaden przedstawiciel koncernu LANXESS AG lub jego spółek stowarzyszonych ani też kierownicy, dyrektorzy czy pracownicy takich spółek nie przyjmują żadnej odpowiedzialności wynikającej bezpośrednio lub pośrednio z wykorzystania niniejszego dokumentu.

Informacje dla redaktorów:

Wszystkie informacje prasowe publikowane przez koncern LANXESS wraz z towarzyszącymi im zdjęciami można znaleźć na stronie internetowej: http://press.lanxess.com. Aktualne zdjęcia członków Zarządu oraz inne materiały graficzne dotyczące koncernu LANXESS są dostępne na stronie internetowej: http://photos.lanxess.com. Materiały filmowe można znaleźć na stronie internetowej: http://globe360.net/broadcast.lanxess/.

Dodatkowe informacje dotyczące produktów chemicznych oferowanych przez koncern LANXESS można znaleźć w naszym WebMagazine pod adresem: http://webmagazine.lanxess.com.

OPIS ZDJĘĆ:

• Fot. 01
• Ford Kuga został wyposażony w zintegrowaną ramę wlotu powietrza produkowaną w technologii łączącej metal oraz wzmocniony włóknem szklanym poliamid 6 o dużej płynności - Durethan BKV30H2.0EF. /Zdjęcie: Ford/
• Fot. 02
• W ramie wlotu powietrza znajduje się aktywnie sterowana jednostka. Składa się z czterech ruchomych żaluzji, które zapewniają dopływ powietrza do układu chłodzenia silnika w zależności od zapotrzebowania. /Zdjęcie: LANXESS AG/
• Fot. 03
• Rama wlotu powietrza zawiera metalowe wkładki wzmacniające po bokach i w górnej części. /Zdjęcie: LANXESS AG/