Plastics_6_2010

ТЕМА НОМЕРА /ОБЗОР П Л А С Т И К С № 6 ( 8 8 ) 2 0 1 0 42 ненного стекловолокном, способствует значительной экономии в весе — при- мерно на 15 процентов. Высокона- полненный полиамид и органические листы представляют собой прекрасную комбинацию материалов, которая со- четает в себе возможность легкой переработки литьем под давлением и превосходную упругость длинных армирующих волокон. Алюминиевые листы помещаются в форму для литья, в процессе термоформования/предна- гревания они соединяются с заготов- ками из стекловолокнистых матов на полимерной основе. Конечные детали получаются намного легче, чем их ана- логи из листового металла. Хотя данные композиты не вполне соответствуют жесткости стандартных металлопластиковых композитов, из- готовленных из полиамида-6 и листо- вой стали при первичных нагрузках, их максимальныйпредел нагрузкинемного выше (рис. 3). Врезультате соответствую- щая деталь способна поглощать больше энергии. Уже стало возможным эконо- мичное производство деталей из подоб- ного типа композитов с минимальным объемом партии от 30 до 50 тыс. единиц в год. Таким образом, технология поль- зуется все большейпопулярностьюсреди производителей автозапчастей. Сферы применения включают производство деталей, требующих жесткой поверхно- сти, таких как отделения для запасных колес, отсеки кузова и комплектующие для пола автомобилей. Меньший вес — больше надежность Вес самого кузоваможет быть умень- шен за счет усиления определенных де- талей полиамидом. Примером служит новое поколение отлитых под давлени- ем конструкционных вставок на осно- ве стеклонаполненного полиамида-6. Вставки изготавливались по техноло- гии «Решения для композитных кор- пусов», разработанной L&L Products Europe. Девять из таких вcтавок снизи- ли вес корпуса новогоCitroеnС4 Picasso примерно на 12 кг. Они расположены в нижнем отделе вертикальной опоры А, в верхнем и нижнем отделе вертикаль- ной опоры Б и в балке над задней осью (рис. 4). В случае аварии обеспечена более надежная защита пассажиров, так как вставки поддерживают кузов, предотвращая преждевременное раз- рушение или деформацию конструк- ций из листового металла и обеспечи- вая поглощение большего количества энергии сэндвич-системой до их разру- шения. В результате Citroеn С4 Picasso стал одним из немногих автомобилей, прошедших краш-тест с наивысшей отметкой в пять звезд. В дополнение к полиамидной основе вставки вклю- чают конструкционную пену высокой плотности. Когда катодное покрытие высыхает, конструкционная пена рас- ширяется, связывая точку опоры с ку- зовом, таким образом укрепляя ее и создавая прочную макроструктуру. Топологическая оптимизация Современное программное обе- спечение для компьютеризированных инженерных работ и новые методы воспроизведения, такие как интегра- тивное моделирование и топологиче- ская оптимизация, в настоящее время играют ключевую роль в снижении веса и повышении эффективности деталей. Топологическая оптимизация преду- сматривает поэтапный процесс учета пространства для установки детали и, принимая во внимание возможную на- грузку, возможность удаленияматериала из мест, не подверженных каким-либо существенным нагрузкам. На основа- нии оптимизации, учитывающей все возможные варианты нагрузки отно- сительно детали, создается ребристый профиль с точно заданной необходимой несущей способностью (рис. 5). Топологическая оптимизация мо- жет также использоваться для других решений по снижению веса. Определив верную позицию усиливающих ребер, дизайнеры могут подобрать толщину соответствующего ребра для макси- мальной нагрузки. В случае серийно выпускаемых передних панелей ку- зовов, изготовленных из металлопла- стиковых композитов, топологическая оптимизация способствует существен- ному снижению веса деталей. Reducing vehicle weight Ralph Zimnol Plastics featuring lower density com- pared to metals are very prospective in terms of weight reduction. In modern medium-sized vehicles plastics content achieves 15 percent and still growing thanks to design concepts andmaterial combinations. Some companies already have their own developments involving application of high-flowpolymer grades. These are new material combinations with organic sheets and engineering in- serts for body reinforcement. Such parts are lighter than modern series versions and feature similar price. Рисунок 4. Конструкционные вставки используются в нижнем отделе вертикальной опоры А, нижнем и верхнем отделах вертикальной опоры Б и в балке над задней осью В — деталях кузова, на которые обычно приходится основная сила удара при столкновении Рисунок 5. Прототип гибридной педали тормоза на трех разных этапах топологической оптимизации w w w . p l a s t i c s . r u © OOO LANXESS © OOO LANXESS А Б В