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帝斯曼Akulon在汽车上的应用案例分析
转载 :  zaoche168.com   2009年02月23日

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    聚酰胺(尼龙)不仅仅是最古老的工程塑料之一,也是应用最广的塑料之一,这都取决于它卓越的强度,刚性,耐用性和综合灵活性-尤其是那些更高级的增强玻璃纤维:聚酰胺66和聚酰胺6。帝斯曼对这类材料有着独一无二的视角,在过去的56年中,帝斯曼一直从事着聚酰胺基部件的生产,它在己内酰胺-生产聚酰胺6的主要原材料-的制造领域占据领先地位。

     帝斯曼与全球汽车行业最大的一级安全约束系统供应商—奥托立夫的合作,反映了Akulon在气囊壳体领域内的领先地位。奥托立夫公司的i博士在其报告中说,“北美奥托立夫已经全面评估了用于汽车气囊壳体的帝斯曼的Akulon K224-PG8聚酰胺6(尼龙6)玻璃纤维增强材料。此材料可以提供卓越的加工性能,大幅度降低产品的重量和成本,在极低的温度下仍显示出良好的延展性。此材料成功取代了铝和其他典型的金属气囊壳体材料。帝斯曼的Akulon K224-PG8材料已经顺利通过了奥托立夫的腔内放置测试,测试温度为-30℃和+80℃,其样品和量产气囊箱壳体应用都证明是成功的。”

Akulon在极端条件下更安全持久
    高性能Akulon可以在-35℃的低温下正常工作,而不发生破裂或出现裂痕;而且在85℃的高温下表现出了优良的抗熔化性能,其固定点不会出现松动的状况。

    在耐用性方面,相对于金属来说,塑料具有两个非常简单的优势:它不会生锈-或断裂。但是Akulon的抗冲击性能如何呢?即使是那些看起来具有机械特性的材料在极端的载荷速度下性能也比不上Akulon。

    单单比较数据表中的性能远远不够,标准的塑料测试也不能够说明问题。因此帝斯曼工程塑料智囊团的工程师和科学家们发明出一系列证明有效的、独特的测试。其中,最具影响力的是动态爆破压力测试,测试要求气囊壳体内充满爆炸性的混合气体,将该气体点火制造爆炸。

    点火前的压力和气体/氧气混合体是明确的,这样,实际的压力-时间曲线(用传感器进行测量)就可以反映出典型的现实载荷情况。其测试结果—经过很多一级和OEM客户的多次测试验证—一致显示Akulon K224-PG8聚酰胺6是制造气囊壳体的首选塑料。

Akulon降低成本,缩短运转周期
   Akulon在较大的温度范围内保持平衡性能的能力已得到证明,同时也创造了生产力方面的收益,主要是因为节省了进行二次设计部件所需要的时间和成本。其杰出的重量性能和表面特性为正在寻求减少周转时间、提高效率的工程师们提供了无与伦比的灵活性。对高级Akulon Ultraflow而言尤为贴切,与常规的聚酰胺6相比,它的流动性可以提高80%,注射成型的时间周期可以减少25%。此外,该款材料还可以给诸如引擎盖之类的加强尼龙部件提供卓越的处理,提高了产品的质量,减少了使用的工艺。

Akulon高灵活性,使设计自由
    Akulon的高灵活性与高适用性不仅节约了成本,而且使工程师们可以大展身手,去开发新的、更有效的工作方式—而且把精力放在他们的最爱上—创新。例如,流动特优良性的的柔韧模制件可以有多种用途,而像固定支架这样的小部件都可能因融入气囊壳体而帮助推动设计的革新,从而创造一个更加有效的技术解决方案,这也将减少工艺步骤,节约时间和成本。

Akulon Ultraflow使设备使用的效率
    通常,制造Akulon Ultraflow气囊壳体的模具设备都要比传统的注射成型设备小。它们所使用的能源更少,而且还可以用于其他目的-尤其是那些多腔模具。最终是提高了资金投入的回报率。

Akulon不但可以提高能源利用率,而且还能支持可持续使用
    帝斯曼做出郑重承诺:其生存解决方案不仅要能创造利润,还要造福地球。做为这个承诺的一方面,帝斯曼一直致力于研究对环境影响最小的新方式。

    加强塑料的最大优点之一,尤其是在汽车行业,是它的低重量潜质。一般来说,一辆汽车的重量减少100公斤,每行驶100公里将节约0.4升油。

    例如,智囊团优化壁厚的能力可以实现部件的最大限度的轻量化;这最终将大大降低碳的排放量。再次强调一下,这对于具有行业领先特性的Akulon Ultraflow来说,其描述尤为贴切。

可持续性的问题已经远远超出了传统的可回收范畴,在三个领域中,帝斯曼正在大步前进:
传统的回收意义上,就是把一个塑料部件熔化,改变构造,重塑成一个新的部件。因考虑到产品的质量,回收的材料一般都用在那些要求不太严格/性能稍差的应用上。换言之,一个气囊壳体现在可能变成一个简单的汽车部件,或沦落成为公园里的一条长凳。

   原料回收:具体实践中会涉及到把完整的部件撕开,然后分离塑料;其次,通过化学反应构筑出新的“化学建筑结构块”。一个绝佳的实例是利用废旧的地毯提取己内酰胺,作为生产纯PA6的单体。

能源回收:通过燃烧废品来创造能源,作为矿物能源的有效替代。虽然不是理想的途径,但是要比掩埋处理要好得多。

客户案例分析:通用汽车
挑战:通用是北美市场第一个(通过它的供应商,天合)使用增强Akulon做气囊箱壳体的制造商。在美洲的大部分市场上,铝是制造这一部件的传统材料,原因很简单,因为它必须在-40℃和120℃的极端温度下操作—同时,它能够在气体燃烧初期、打开气囊的一刻承受至少4秒钟240℃的高温。

解决方案:使用注射成型的Akulon K224-PG8作为替代材料—成功克服了以上挑战。帝斯曼工程塑料不仅供应材料,而且还提供FEA分析,模具流动性测试等服务,以优化产品性能,降低成本。

 尼龙(聚酰胺)概念:
聚酰胺(PA,俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,聚酰胺可由二元胺和二元酸制取,也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同,可制得多种不同的聚酰胺,目前聚酰胺品种多达几十种,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。

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