Envalior opracował Xytron M5080ET, nowy compound na bazie PPS, poli(fenylenu siarczku), przeznaczony do obtrysku i funkcjonalizacji szynoprzewodów stosowanych w pojazdach elektrycznych. Materiał modyfikowany udarowo zaprojektowano przede wszystkim z myślą o zastosowaniach, w których elementy muszą pracować w temperaturach przekraczających 150°C, a jednocześnie zachowywać wysoką odporność na pękanie naprężeniowe podczas szoku termicznego. Jak podaje firma, rozwiązanie odpowiada na wzrost temperatur w układach napędowych EV, wynikający z wyższych napięć roboczych, większych natężeń prądu oraz bardziej kompaktowych konstrukcji zespołów. Zjawiska te zwiększają wymagania stawiane odporności termicznej obtryskiwanych szynoprzewodów, między innymi w jednostkach sterowania mocą oraz w elektrycznych osiach napędowych.
Arthur Rieb, business development manager w Envalior, podkreśla: „Nasz compound opracowano tak, aby przez cały okres eksploatacji pojazdu funkcja szynoprzewodów nie była zakłócana przez pęknięcia naprężeniowe i aby nie dochodziło do zwarć prowadzących do awarii całego zespołu”.
Nowy compound PPS wzmocniono w 50% wagowo mieszaniną włókna szklanego i składników mineralnych, a jego formulację zoptymalizowano pod kątem ekonomicznej ceny materiału. Firma informuje, że materiał został już pozytywnie zatwierdzony przez kilku klientów, a różne projekty rozwojowe związane z jego wykorzystaniem w produkcji seryjnej zakończono pomyślnie.
Rozszerzalność cieplna bliższa miedzi
W pojazdach elektrycznych szynoprzewody odpowiadają za bezpieczne przewodzenie energii elektrycznej między akumulatorem wysokiego napięcia, jednostką sterującą, napędem i układem ładowania. Wykonuje się je z miedzi i obtryskuje tworzywem sztucznym, aby zapewnić izolację elektryczną od otoczenia. W przypadku takich komponentów problemem jest zwykle znaczna różnica pomiędzy rozszerzalnością cieplną miedzi i tworzywa, co przy gwałtownych i częstych zmianach temperatury sprzyja powstawaniu pęknięć naprężeniowych w warstwie polimerowej. Według Envalior zaletą nowego compoundu jest to, że jego rozszerzalność cieplna, w odróżnieniu od porównywalnych materiałów, jest bliższa rozszerzalności miedzi, także prostopadle do kierunku płynięcia stopu i orientacji włókna szklanego w detalu. Ta stabilność ma być utrzymywana również w wysokich temperaturach, co istotnie ogranicza ryzyko pęknięć naprężeniowych.
Jak wskazuje Arthur Rieb: „Testy przeprowadzone w Envalior wykazały, że nasz nowy compound ma o ponad 70% wyższą odporność na pękanie naprężeniowe w testach szoku termicznego prowadzonych w zakresie temperatur od -50°C do 180°C, w porównaniu z podobnymi compoundami PPS. Potwierdza to również fakt, że linie łączenia w komponencie, powstające w wyniku zbiegania się frontów płynięcia stopu, są o około 17% mocniejsze niż w porównywalnych materiałach. W rezultacie przekłada się to na długą trwałość użytkową i wysoki poziom bezpieczeństwa szynoprzewodów”.
Firma zaznacza, że wysoka stabilność materiału podczas szoku termicznego jest istotna także dlatego, że sam PPS już wcześniej wyróżniał się najlepszą odpornością na pękanie naprężeniowe spośród tworzyw stosowanych do obtrysku szynoprzewodów.
Parametry ogniowe i stabilność wymiarowa
Xytron M5080ET ma oferować wysoką odporność ogniową, wymaganą w zastosowaniach z tworzyw sztucznych w bateriach i elektrycznych układach napędowych, gdzie istotna jest ochrona pasażerów w razie pożaru. Materiał uzyskuje klasyfikację V-0 w teście UL 94 prowadzonym przez Underwriters Laboratories Inc. przy grubości próbki wynoszącej 2 mm. Compound charakteryzuje się także wysoką rezystywnością skrośną oraz dużą wytrzymałością dielektryczną przed i po starzeniu, również w podwyższonych temperaturach. Dodatkowo wysoka odporność na pełzanie i niska absorpcja wody mają przekładać się na stabilność wymiarową komponentów.
Arthur Rieb stwierdza: „Wszystko to zapewnia bezpieczeństwo elektryczne i funkcjonalność mechaniczną szynoprzewodu przez cały okres jego eksploatacji. Dodatkowo wysoka stabilność wymiarowa compoundu umożliwia projektowanie bardzo kompaktowych zespołów”.
Szczegółowe informacje o nowym materiale PPS do szynoprzewodów firma udostępnia w narzędziu Material Advisor.
Xytron M5080ET jest przeznaczony przede wszystkim do szynoprzewodów, które muszą wytrzymywać temperatury powyżej 150°C. Materiał wykazuje o ponad 70% wyższą odporność na pękanie naprężeniowe w testach szoku termicznego w temperaturach od -50°C do 180°C, w porównaniu z podobnymi compoundami PPS
