Povzetih je nedavnih pet najboljših svetovnih inovacij avtomobilskih materialov in ta mednarodna plastična podjetja so ukrepala

Raziskuje se potencial lahke vsake avtomobilske komponente. To vključuje motorje z notranjim zgorevanjem (ICE) in električna vozila (EV). Napredna plastika in plastični kompoziti lahko bistveno izboljšajo zmogljivost vozila.

Kompoziti inženirske plastike, ojačani z vlakni, so 25-35 % lažji od jeklenih delov enake trdnosti. Novi materiali se uporabljajo tudi v:

1. Večja uporaba plastike/kompozitov v karoserijskih ploščah;

2. Tehnologija dolgih neprekinjenih vlaken za strukturne dele;

3. Večja uporaba plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni, v delih, kot so konstrukcijski deli, zaradi razvoja poceni kompozitnih materialov;

4. Polikarbonat in akril kot steklo za strehe, žaromete in zadnje luči;

5. Uporaba naprednega najlona pod pokrovom.

Dobavitelji plastike prav tako prilagajajo materiale, da bi izpolnili cilje avtomobilske trajnosti in manjše teže.

Genbeta je vodilni svetovni proizvajalec dirk Formule E z električnimi vozili (EV). Nedavno je postavil Guinnessov svetovni rekord na prvem popolnoma električnem svetovnem prvenstvu FIA na svetu. Rekord velja za najhitrejšo doseženo hitrost v zaprtih prostorih. Dosežena hitrost je bila 218,71 km/h (kilometrov na uro) oziroma 135,9 mph (milj na uro).

Njegove ključne termoplastične komponente vključujejo:

Končne plošče sprednjega krila– Končne plošče sprednjih kril so 3D natisnjene v različnih materialih. Na primer, mešanice kopolimera polipropilena (PP), polikarbonata (PC) ali polibutilen tereftalata (PBT)/PC. Nameščeni so na zunanjem koncu prednjega krila vozila. So sestavni del preusmerjanja zračnega toka okoli prednjih koles. Zmanjšujejo upor, hkrati pa ohranjajo tlačno silo in stabilnost avtomobila.

Plavuti koles– Rebra kolesa so brizgani deli. Uporabljajo mehansko reciklirane termoplaste podjetja SABIC, kot je kopolimer polipropilena (PP) STAMAX™. Ti vsebujejo okrogle materiale TRUCIRCLE™ na osnovi odpadkov, pridobljenih po uporabi. Nameščeni so na platišče v obliki radialnih naper. To pa optimizira pretok zraka. Prav tako zmanjša aerodinamični upor pri višjih hitrostih in hladi zavore za izboljšano moč ustavljanja.

Deflektorji vetra– Deflektorji vetra so deli iz ekstrudirane prozorne polikarbonatne (PC) pločevine. Uporabljajo bioobnovljive materiale z nizko vsebnostjo ogljika iz SABIC-ovega portfelja TRUCIRCLE™. Nameščeni so na sprednjem delu kokpita dirkalnika, pred voznikom. Tako optimizira pretok zraka za zmanjšanje upora, kar na koncu poveča hitrost.

Električni dirkalnik Genbeta (levo), končna plošča sprednjega krila/hladilno rebro kolesa (na sredini), deli odbijača vetra (desno)
(Vir: SABIC)

Kompoziti iz recikliranih ogljikovih vlaken Wipag poliamid 6 se uporabljajo za prečko vetrobranskega stekla električnega vozila BMW iX (EV). Zgornja konstrukcijska komponenta vetrobranskega stekla EV je izdelana iz spojine WIC PA6 15 BK IM. Izdelan je s hibridno tehnologijo brizgane kovine, pri čemer se uporabljajo odpadki ogljikovih vlaken iz BMW-jeve enote za proizvodnjo kompozitnih ogljikovih vlaken.

Vetrobransko steklo iz recikliranih ogljikovih vlaken PA6 v prečnem nosilcu BMW EV

(Vir: Wipag)

Strukturni prečni nosilec vetrobranskega stekla je prav tako sestavljen iz kovinskih vložkov in palic iz ogljikovih vlaken. Gre za udarno spremenjeno kakovost z naslednjimi prednostmi:

1. Dobra mehanska zmogljivost

2. Lahka, trajnostna alternativna rešitev za krožno gospodarstvo

Poleg izpolnjevanja mehanskih zahtev lahko reciklirana ogljikova vlakna zmanjšajo tudi ogljični odtis. 1 kilogram (kg) WIC PA6 sprosti približno 6 kilogramov ekvivalenta CO2 (ekv.), medtem ko 1 kg čistih ogljikovih vlaken ob izdelavi sprosti približno 9 kilogramov ekvivalenta CO2.

GS-Caltexova termoplastična spojina HiPrene® ALG14BF iz poliamida 6 dolgih vlaken (LFT) je uporabljena v okvirju panoramske strehe vozila Hyundai Kia Sorrento. Inalfa Roof Systems v Južni Koreji je okvir pomične strehe brizgal z uporabo spojine GS-Caltex.

To je prvič, da so namesto tradicionalnih okroglih ojačitev iz steklenih vlaken uporabljena ravna steklena vlakna. To zagotavlja pomični strehi naslednje lastnosti:

1. Izboljšana dimenzijska stabilnost

2. Zmanjšano zvijanje

Okvir pomične strehe Kia Sorrento uporablja LFT na osnovi PA{0}}

(Vir: GS-Caltex)

Torzijska pultruzija je nova tehnologija, ki se uporablja za proizvodnjo LFT peletov. To omogoča, da dolžina vlaken presega dolžino plastičnih peletov. Lahko izboljša mehanske lastnosti.

V primerjavi s prejšnjim standardnim jeklenim okvirjem se je teža dela zmanjšala za 51 %. Skupno število delnih združitev je padlo s 33 % na 4 %. LFT, polnjen s steklom, ima 13 % večjo upogibno-torzijsko togost v primerjavi z LFT, ojačanim z ogljikovimi vlakni. Podobno je dosegel tudi 25-odstotno izboljšanje lomne sile ob 24-odstotni nižji ceni.

Solvay je razvil svoj najnovejši polimer s tekočimi kristali (LCP), odporen na visoke temperature, Xydar® LCP G-330HH. Ta vrsta spojine LCP je sama po sebi negorljiva, brez uporabe dodatkov halogena ali broma. Ohranja električne izolacijske lastnosti po 30-minutni izpostavljenosti 752 stopinj F (400 stopinj). Vsebuje:

1. polnjena s steklom,

2. Enostaven za pretok,

3. Modljivost za brizganje.

Proizvajalci avtomobilov prehajajo s 400 V na 800 V za naslednjo generacijo električnih vozil (EV). To je zato, ker svetovni predpisi povečujejo toplotno odpornost sestavnih delov baterije. Prenesti morajo temperature od 300 stopinj do 1000 stopinj do 15 minut.

Xydar® LCP G{{0}} HH izboljšuje varnost in omogoča potnikom dovolj časa, da izstopijo iz električnega vozila v primeru toplotnega ognja baterije. Njegova ciljna uporaba so tankostenske 100x150x0,5 milimetrov (mm) tankoplastne izolacijske plošče za baterijske module električnih vozil.

DOMO je razvil TECHNYL® 4EARTH® poliamid 6 (PA6 ali najlon 6) in poliamid 66 (PA66 ali najlon 66). Zmanjšuje vpliv poliamidnih delov na okolje na raven, ki še ni bila dosežena, kar dokazujejo rezultati življenjskega cikla.

Ima 80 % nižje emisije CO2, 70 % manjšo porabo vode in 60 % manj energije v proizvodnem procesu. Ocene so namenjene 20-odstotni ali več reciklirani vsebnosti. Vsebujejo do 50 % ogljikovih ali steklenih vlaken.

TECHNYL® 4EARTH® Trajnostno recikliranje PA6 in PA66
(Vir: Domo Engineered Materials)

Glavne aplikacije vključujejo:

1. Avtomobilske ležajne kletke, ohišja menjalnika, oljne posode, separatorji olja, pokrovi glave cilindra, sesalni kolektorji in pokrovi menjalnika;

2. električni, gospodinjski in vrtni aparati;

3. Potrošniški/industrijski izdelki, kot so izolacijski materiali/okenski profili, komponente pohištva, industrijske komponente, oprema za šport in prosti čas ter kmetijska orodja.

Covestro prinaša svoje strokovno znanje o polikarbonatih (PC) s krožnim gospodarstvom v projekt avtomobilskih žarometov Nalyses. Financira ga nemško zvezno ministrstvo za izobraževanje in raziskave, ki ga vodi HELLA. Osredotoča se na razvoj in oblikovanje današnjih prozornih pokrovov žarometov. Obravnava tudi njihovo ponovno uporabo, predelavo ali recikliranje izrabljenih materialov. Namen te poteze je ustvariti bazo recikliranih PC surovin visoke vrednosti, ki pokriva celoten življenjski cikel izdelka.

Covestro je opravil raziskavo o modularnih konceptih žarometov. To temelji na različnih vrstah polikarbonata in želi zmanjšati: korake sestavljanja, prostorske zahteve, stroške in emisije CO2.

Osredotočanje na eno plastiko (kot je določen osebni računalnik) zmanjša stroške dela. Stroški dela so potrebni za njihovo ločevanje, sortiranje in shranjevanje v reciklažni tok brez žrtvovanja zmogljivosti. Konzorcij Nalyses vključuje HELLA (žarometi), Covestro, BMW, spojine geba Kunststoff, Fraunhofer Institute for Mechatronic Systems Design IEM, Heinz Nixdorf Institute in Hamm-Lippstadt University of Applied Sciences. Rezultate svojega projekta nameravajo prenesti v druge panoge.

Trajnostni prozorni avtomobilski žarometi iz recikliranega osebnega računalnika

(Vir: Covestro)