Drukuj

Tworzywa sztuczne w pojazdach przyszłości

Tworzywa sztuczne w pojazdach przyszłości
Chociaż pojazdy o zerowej emisji spalin wciąż pozostają ideałem, do którego konstruktorzy dążą, to jednak już wiadomo, że tworzywa sztuczne, a przede wszystkim poliamidy i politereftalany butylenu będą nieodzowne przy projektowaniu tego rodzaju samochodów.

Supernowoczesne tworzywa sztuczne dają doskonałą możliwość projektowania lekkich elementów, które potem będą w stanie wykazać rozwinięte właściwości podczas wypadków samochodowych. Jest to możliwe, gdyż takie komponenty ważyć będą znacznie mniej niż metal i posiadać bardzo dobrą charakterystykę mechaniczną. Idealnie nadadzą się również do silników o niskiej emisji np. napędów elektrycznych i hybrydowych. Z tego względu wielu producentów tworzyw już rozpoczęło ścisłą współpracę z branżą motoryzacyjną w zakresie wielu międzynarodowych projektów, tak aby opracowywać innowacyjne i oszczędne rozwiązania techniczne, zapewniające mobilność o ekologicznej charakterystyce.

Jedną z zalet poliamidów i politeraftelanów butylenu jest fakt, iż mogą one zostać połączone z innymi materiałami. W efekcie tego mogą tworzyć bardzo silne, a jednocześnie lekkie kompozyty. Jednym z przykładów jest już popularna technologia hybrydowa, która łączy w sobie korzyści płynące z metalu i poliamidu. Elementy hybrydowe są zwykle 20-30 proc. lżejsze niż elementy z czystej stali, lecz jednocześnie oferują te same właściwości.


Jak dotąd wyprodukowano już ponad 50 mln gotowych wyrobów przy zastosowaniu technologii hybrydowej wykorzystującej poliamidy. Oczekuje się zresztą, że producenci samochodów zaczną w przyszłości stosować lekkie konstrukcje nie tylko w wyrobach gotowych, pedałach hamulcowych i ramach dachowych, lecz również w konstrukcji progów, drzwi i modułów podpierających do dachów panoramicznych.

Ponadto potencjał technologii hybrydowej wynikający z jej lekkiej konstrukcji stanowi również okazję do zastosowania tego rozwiązania w pojazdach elektrycznych, np. w podstawach akumulatorów.

Niedawno zrobiono kolejny krok w popularyzacji technologii hybrydowej. We współpracy ze swoimi partnerami, firma Lanxess udoskonaliła lekką konstrukcję swojej technologii, dzięki zastosowaniu blachy bimetalowej zawierającej nylon zamiast blachy stalowej czy aluminiowej.

Blacha bimetalowa, zawierająca nylon, to lekka blacha termoplastyczna z wbudowaną wzmocnioną tkaniną z ciągłymi włóknami. Jest ona wykonana z takich włókna szklanego. Ocenia się, że stosowanie blachy bimetalowej, zawierającej nylon zamiast konstrukcji hybrydowej opartej na aluminium, zredukuje masę elementów o kolejne 10 proc. Potencjalne zastosowania obejmują przegrody silnika, miejsca na koła zapasowe i elementy ramy klapy tylnej.

Także spienione tworzywa sztuczne przynoszą zupełnie inną metodę uzyskiwania lekkich elementów. Optymalizacja poliamidów w spienionej formie może przyczynić się do uzyskania powierzchni o wysokiej jakości optycznej, które idealnie nadają się dla widocznych elementów. Istnieje już duże zapotrzebowanie na tego typu materiały, gdyż spienione części formowane wtryskowo mają masę mniejszą nawet do 10 proc. w porównaniu do ich odpowiedników, a w niektórych przypadkach nawet do 20 proc. mniejszą. Właściwości mechaniczne pozostają przy tym znakomite i to pomimo spienionej struktury. Potencjalne zastosowania to m.in. osłony wentylatorów i pokrywy.

Opóźniające palenie tworzywa sztuczne są już coraz częściej stosowane w pojazdach elektrycznych, ze względu na obecność wysokiego napięcia i prądu wokół akumulatorów i systemu napędowego. W wyniku tego na znaczeniu zyskać mogą opóźniające palenie poliamidy i PBT przeznaczone np. wtyków i powłok ochronnych kabli. Opracowane już ognioodporne wersje takich poliamidów wykazują bardzo wysoką odporność na prądy pełzające i opóźniające palenie, bez zawartości fosforu czerwonego i halogenów.

Jednym z pomysłów na ograniczanie zużycia paliwa i emisji CO2 jest stosowanie paliw z komponentem biologicznym i zmodyfikowanym silnikiem, np. silników indukcyjnych. To powoduje również nowe wymagania wobec poliamidu, który stał się popularną alternatywą dla części metalowych czy gumowych stosowanych w produkcji wyprasek pustych do kierowania przepływem powietrza, obwodów olejowych i chłodzenia, a także zasilania paliwem silnikowym.