Termosety pomáhají při vývoji hnacích ústrojí
Plastové termosetové pryskyřice mají významnou roli v automotive sektoru jako náhrada kovových součástí lehčími plastovými alternativami.
Jedním z posledních příkladů je novinka japonské firmy Sumitomo Bakelite, jejíž inženýři našli pro vývoj nových materiálů založených na matricích s využitím fenolové pryskyřice inspiraci ve starobylém japonském umění mokré výroby papíru. Podobný princip využili při tváření za mokra pomocí netkané technologie z aramidových nebo uhlíkových vláken. Firma předpokládá uplatnění při výrobě ozubených kol, kde dokázala snížit hluk o 10 dB při momentu 10 Nm a 1000 ot.min-1 (protilehlý materiál tvořilo ozubené kolo z oceli S45C). Převodové prvky z nového materiálu jsou navíc obvykle o 50 až 60 % lehčí než převody z lehké hliníkové slitiny. Sumitomo Bakelite vyvinula i vodivou verzi pro aplikace elektromagnetického stínění.
Lepší než tradiční kovy
V průběhu dalšího vývoje vytvořila firma tvarovatelnou fenolovou pryskyřici s dlouhými vlákny, která nabízí kratší lisovací cykly ve srovnání s CFRP prepregy, a i silnou rázovou odolnost - 10násobnou ve srovnání s produktem z fenolové pryskyřicové sloučeniny vyztužené krátkými vlákny (30 kJ/m2 oproti 3 kJ/m2) při použití dlouhých vláken (4 - 6 mm oproti délce 0,1 - 0,2 mm). Materiál je o 34 % lehčí než hliník a o 77 % lehčí než střední uhlíková ocel (S45C).
Tyto nové odolné plastové materiály vykazují rovněž pozoruhodnou extrémní rozměrovou stálost pro termosetové prvky s jakostí Sumikon PM 5240 a 5245. Testy ukázaly, že směrodatná odchylka vnitřního průměru těchto tvarovaných částí je řádově menší než 0,005 %, zatímco soustřednost je v rozmezí 10 - 20 mikronů.
Kromě pohonných jednotek se podle názoru výzkumníků Sumitomo Chemical termosetové pryskyřice uplatní ve vozidle i při jeho zastavení - firma již vyvíjí vstřikovací proces pro výrobu brzdových destiček zpětným vstřikováním s opěrnou plochou z fenolické pryskyřice.
Motocykl s plastovým motorem
Firma spojila své síly s Fraunhoferovým Institutem pro chemické technologie (Fraunhofer ICT) pro společný rozvoj kompozitních materiálů pro inovativní funkční a konstrukční části motoru. Oba partneři budou spolupracovat na lehčích a kompaktnějších pohonných jednotkách a integraci nového materiálu Sumitomo Bakelite do řady dalších aplikací.
Jako jeden z příkladů možností, které se zde nabízejí, demonstruje kryt motoru pro vodou chlazený jednoválcový (650 ccm) motocyklový motor BMW F650. Změna dosavadního hliníkového odlitku za plastovou součást fenolické sloučeniny umožňuje snížit celkovou hmotnost motoru (včetně hmotnosti válce) o 14 - 28 %, zatímco tepelná účinnosti je zlepšena a hluk motoru se sníží o 5 dB. Výkon motoru je přitom rovnocenný variantě v hliníkovém pouzdře.
Podle vedoucího projektu v Fraunhofer ICT Larse Fredrika Berga má tato technologie další potenciál a kromě pouzder válců a bloků motorů mohou být vysoce výkonné kompozitní materiály použity v mnoha jiných součástech v hnacím ústrojí ke snížení hmotnosti a zlepšení celkového výkonu.
387
