Sažeto je nedavnih pet svjetskih najboljih inovacija u materijalima za automobile, a ove međunarodne plastične tvrtke poduzele su korake

Potencijal male težine svake automobilske komponente se istražuje. To uključuje i motore s unutarnjim izgaranjem (ICE) i električna vozila (EV). Napredna plastika i plastični kompoziti mogu značajno poboljšati performanse vozila.

Inženjerski plastični kompoziti ojačani vlaknima su 25-35% lakši od čeličnih dijelova iste čvrstoće. Novi materijali također imaju primjenu u:

1. Više upotrebe plastike/kompozita u pločama karoserije;

2. Tehnologija dugih kontinuiranih vlakana za strukturne dijelove;

3. Veća upotreba plastike ojačane ugljičnim vlaknima u dijelovima kao što su strukturni dijelovi zbog razvoja jeftinih kompozitnih materijala;

4. Polikarbonat i akril kao staklo za krovove, prednja i stražnja svjetla;

5. Primjena naprednog najlona ispod haube.

Dobavljači plastike također kroje materijale kako bi ispunili ciljeve automobilske održivosti i male težine.

Genbeta je svjetski lider u utrkama Formule E električnih vozila (EV). Nedavno je postavio Guinnessov svjetski rekord na prvom potpuno električnom FIA Svjetskom prvenstvu na svijetu. Rekord je za najveću brzinu postignutu u zatvorenom prostoru. Ostvarena brzina bila je 218,71 kph (kilometar na sat) ili 135,9 mph (milja na sat).

Njegove ključne termoplastične komponente uključuju:

Krajnje ploče prednjeg krila– Krajnje ploče prednjeg krila su 3D tiskane u različitim materijalima. Na primjer, mješavine kopolimera polipropilena (PP), polikarbonata (PC) ili polibutilen tereftalata (PBT)/PC. Postavljeni su na vanjski kraj prednjeg krila vozila. Oni su sastavni dio preusmjeravanja protoka zraka oko prednjih kotača. Smanjuju otpor dok zadržavaju potisnu silu i stabilnost automobila.

Peraje kotača– Peraje kotača su brizgani dijelovi. Oni koriste mehanički recikliranu termoplastiku iz SABIC-a, kao što je STAMAX™ polipropilen (PP) kopolimer. Sadrže okrugle materijale TRUCIRCLE™ na bazi otpada nakon upotrebe. Postavljeni su na obod u obliku radijalnih žbica. To zauzvrat optimizira protok zraka. Također smanjuje aerodinamički otpor za veće brzine i hladi kočnice za bolju zaustavnu snagu.

Deflektori vjetra– Deflektori vjetra su dijelovi od ekstrudiranog prozirnog polikarbonata (PC). Koriste bio-obnovljive materijale s niskim udjelom ugljika iz SABIC-ovog TRUCIRCLE™ portfelja. Postavljeni su na prednji dio kokpita trkaćeg automobila, ispred vozača. Stoga optimizira protok zraka kako bi se smanjio otpor, što u konačnici povećava brzinu.

Genbeta električni trkaći automobil (lijevo), krajnja ploča prednjeg krila/rashladna peraja kotača (u sredini), dijelovi deflektora vjetra (desno)
(Izvor: ŠABIĆ)

Reciklirani kompoziti od karbonskih vlakana Wipag poliamid 6 koriste se za poprečnu šipku vjetrobranskog stakla električnog vozila BMW iX (EV). Gornja strukturna komponenta vjetrobranskog stakla EV izrađena je od WIC PA6 15 BK IM smjese. Izrađen je hibridnom tehnologijom brizganog metala, koristeći otpad od karbonskih vlakana iz BMW-ove jedinice za proizvodnju kompozita od karbonskih vlakana.

Vjetrobransko staklo od smjese recikliranih karbonskih vlakana PA6 u poprečnom nosaču BMW EV

(Izvor: Wipag)

Strukturna poprečna greda vjetrobranskog stakla također se sastoji od metalnih umetaka i šipki od karbonskih vlakana. To je tip s modificiranim udarom sa sljedećim prednostima:

1. Dobra mehanička izvedba

2. Lagano, održivo, alternativno rješenje za kružno gospodarstvo

Osim ispunjavanja mehaničkih zahtjeva, reciklirana karbonska vlakna također mogu smanjiti ugljični otisak. 1 kilogram (kg) WIC PA6 oslobađa oko 6 kilograma CO2 ekvivalenta (ekv.), dok 1 kg originalnih karbonskih vlakana oslobađa oko 9 kilograma CO2 ekvivalenta kada se proizvodi.

GS-Caltexova HiPrene® ALG14BF poliamidna termoplastična smjesa od 6 dugih vlakana (LFT) koristi se u okviru panoramskog krovnog otvora Hyundai Kia Sorrento. Inalfa Roof Systems u Južnoj Koreji injekcijskim je prešanjem okvira krovnog otvora koristeći GS-Caltex smjesu.

Ovo je prvi put da su ravna staklena vlakna korištena umjesto tradicionalnih okruglih staklenih vlakana za ojačanje. To krovnom prozoru daje sljedeća svojstva:

1. Poboljšana dimenzijska stabilnost

2. Smanjeno savijanje

Krovni okvir Kia Sorrenta koristi PA{0}}temeljen LFT

(Izvor: GS-Caltex)

Torzijska pultruzija je nova tehnologija koja se koristi za proizvodnju LFT peleta. To omogućuje duljini vlakana da premaši duljinu plastičnih kuglica. Može poboljšati mehanička svojstva.

U usporedbi s prethodnim standardnim čeličnim okvirom, težina dijela smanjena je za 51%. Ukupan broj spajanja dijelova pao je s 33% na 4%. LFT ispunjen staklom ima povećanje krutosti na savijanje i torziju od 13% u usporedbi s LFT-om ojačanim ugljičnim vlaknima. Isto tako, postignuto je i 25% poboljšanje lomne sile dijelova uz 24% nižu cijenu.

Solvay je razvio svoj najnoviji polimer s tekućim kristalima (LCP) otporan na visoke temperature, Xydar® LCP G-330HH. Ova vrsta LCP spoja sama je po sebi otporna na plamen, bez upotrebe aditiva halogena ili broma. Održava svojstva električne izolacije nakon izlaganja 752 stupnja F (400 stupnjeva) tijekom 30 minuta. Sadrži:

1. Ispunjen staklom,

2. Lako teče,

3. Može se brizgati.

Proizvođači automobila prelaze s 400V na 800V za sljedeću generaciju električnih vozila (EV). To je zato što globalni propisi povećavaju otpornost komponenti baterije na toplinu. Moraju izdržati temperature od 300 stupnjeva do 1000 stupnjeva do 15 minuta.

Xydar® LCP G{{0}} HH poboljšava sigurnost, dopuštajući putnicima dovoljno vremena da izađu iz električnog vozila u slučaju požara toplinske energije baterije. Njegova ciljna primjena su 100x150x0,5 milimetara (mm) tankoslojne izolacijske ploče za baterijske module električnih vozila.

DOMO je razvio TECHNYL® 4EARTH® poliamid 6 (PA6 ili najlon 6) i poliamid 66 (PA66 ili najlon 66). Smanjuje utjecaj poliamidnih dijelova na okoliš na razinu koja nikada prije nije bila postignuta, što je dokazano rezultatima životnog ciklusa.

Ima 80% nižu emisiju CO2, 70% manju potrošnju vode i 60% manje energije u procesu proizvodnje. Ocjene su ciljane za udio recikliranog materijala od 20% ili više. Imaju udio karbonskih ili staklenih vlakana do 50%.

TECHNYL® 4EARTH® Održivo recikliranje PA6 i PA66
(Izvor: Domo Engineered Materials)

Glavne primjene uključuju:

1. Automobilski kavezi ležajeva, kućišta mjenjača, korita ulja, separatori ulja, poklopci glava cilindra, usisne grane i poklopci mjenjača;

2. Električni, kućanski i vrtni uređaji;

3. Potrošački/industrijski proizvodi kao što su izolacijski materijali/prozorski profili, komponente namještaja, industrijske komponente, oprema za sport i slobodno vrijeme te poljoprivredni alati.

Covestro donosi svoje stručno znanje o polikarbonatu (PC) kružnog gospodarstva u projekt automobilskih prednjih svjetala Nalyses. Financira ga njemačko Savezno ministarstvo obrazovanja i istraživanja, koje vodi HELLA. Fokusiran je na razvoj i dizajn današnjih prozirnih poklopaca prednjih svjetala. Također razmatra njihovu ponovnu upotrebu, ponovnu proizvodnju ili recikliranje materijala na kraju životnog vijeka. Cilj ovog poteza je stvoriti bazu recikliranih PC sirovina visoke vrijednosti koja pokriva cijeli životni ciklus proizvoda.

Covestro je proveo istraživanje o modularnim konceptima prednjih svjetala. To se temelji na različitim vrstama polikarbonata i ima za cilj smanjiti: korake montaže, zahtjeve za prostorom, troškove i emisije CO2.

Fokusiranje na jednu plastiku (kao što je određeno računalo) smanjuje troškove rada. Troškovi rada su potrebni za njihovo odvajanje, sortiranje i skladištenje u reciklažnom toku bez žrtvovanja performansi. Konzorcij Nalyses uključuje HELLA (prednja svjetla), Covestro, BMW, geba Kunststoff spojeve, Fraunhofer Institute for Mechatronic Systems Design IEM, Heinz Nixdorf Institute i Hamm-Lippstadt University of Applied Sciences. Rezultate svog projekta planiraju prenijeti u druge industrije.

Reciklirana PC održiva prozirna prednja svjetla automobila

(Izvor: Covestro)