Využití plastů v automobilovém průmyslu

Patice žárovek T20

Patice žárovky T20 vyráběná z polyftalamidu Zytel HTN PPA společnosti DuPont odolává větším teplotám než patice S8 používaná ve většině automobilů vyráběných v Severní Americe. Patice T20 převládá v evropských a japonských automobilech, v poslední době však získává stále větší podíl i ve výrobě Severní Ameriky. Patice T20 vyráběné společností Empire Electronics dodávají stejný výkon jako patice S8, ale mají kompaktnější tvar. Patice jsou tvořeny dvěma díly, které jsou vzájemně spojeny pomocí ultrazvukového svařování.

Menší rozměry patice umožňují návrhářům automobilových světel větší svobodu a větší potenciální odrazovou plochu, nicméně její využití ústí ve větší pracovní teploty. Přísná kritéria ohledně teplotních nároků splňuje právě materiál Zytel HTN PPA, a přináší navíc i některé výhody oproti alternativám jako například modifikovanému polyfenyloxidu. Klíčovými výhodami jsou velmi nízké zplynování a vysoká produktivita zpracování. Nízké zplynování významně snižuje vytváření filmu na čočkách, který během času snižuje výkon světel.

Zytel HTN je řada polyamidů navržených pro extrémně náročná prostředí. Tato řada obsahuje polyamidy odolné proti vysokým teplotám, chemikáliím a vlhkosti. Pro patice T20 je využíván tvrzený polyamid vyztužený skelnými vlákny, který umožňuje vodní chlazení formy.

Dalším příkladem využití materiálu společnosti DuPont jsou 2.8 konektory. Pro ně společnost Empire Electronics používá termoplastický polyester Crastin PBT, rovněž vyztužený skelnými vlákny, který vyniká velkou odolností proti hydrolýze. Dále tento plast vykazuje rozměrovou stabilitu, skvělý poměr houževnatosti a odolnosti proti nárazu a navíc vynikající tekutost při zpracování.

Větrná clona na KTM X-Bow

První automobil vyrobený společností KTM, která je známá svou produkcí motocyklů, je radikální lehký sportovní vůz nazvaný X-Bow. Na první pohled zaujme koncepce bez střechy, dveří nebo čelního skla. X-Bow nabízí sportovně založeným řidičům čistý zážitek z jízdy. Je to možné i díky pouze 70 mm vysoké větrné cloně (deflektoru), která odvádí většinu proudu vzduchu mimo řidiče. Tento prvek je vyráběn vstřikováním z materiálu Makronol AG2677.

Výhody polykarbonátu byly tak přesvědčivé, že se vyplatilo investovat do technologie vstřikování i navzdory relativně nízké produkci. Cenově dostupnou technologii výroby použitelnou v sériové výrobě vyvíjela společnost Bayer MaterialScience a její BayVision tým.

Větrná clona je dlouhá 110 cm a široká 27 cm, barva je průhledná šedá. Její komplexní „3D" tvar dobře zapadá do celkového vzhledu automobilu. Díky celkovému tvaru větrné clony a zaoblené horní hraně (z bezpečnostních důvodů) by se jen stěží dařilo vyrobit tuto součást ze skla. Dalším bodem pro volbu polykarbonátu oproti sklu byla o 40 % nižší váha. Navíc vysoká odolnost termoplastu proti nárazu zaručuje, že řidič nebude v případě nehody zraněn roztříštěným nebo zlomeným dílem.

Technickým oříškem bylo i umístění děr pro šrouby sloužící k uchycení větrné clony ke skořepinové karoserii, vyrobené z uhlíkového kompozitu. Uhlíková vlákna a polykarbonát mají velmi rozdílné koeficienty teplotní roztažnosti, navíc musely být kotvicí body umístěny tak, aby spolehlivě udržely vzduchovou clonu po celou dobu životnosti, navzdory deformacím způsobeným vibracemi a silou větru během jízdy. Umístění montážních otvorů musí umožnit jednoduše a rychle větrnou clonu demontovat a vyměnit v servisu.

První plastová sériově vyráběná tlaková nádoba pro tahače

Společnost Schmitz Cargobull představila první sériově vyráběnou nádobu na stlačený vzduch určenou pro tahače vyrobenou z plastu na mezinárodní výstavě automobilů IAA v německém Hannoveru v září 2008. Nádoba s obsahem 80 litrů byla vyrobena společností Comat při užití tří přesně sladěných polyamidů Ultramid společnosti BASF, je dlouhá 1,2 m a má průměr 32 cm. V tahačích slouží pro řízení stlačeného vzduchu v řadě mechanických funkcí, především pro brzdový systém a pneumatické odpružení. Doposud byla vyráběna výhradně z kovu.

Inovativní vícekrokový výrobní proces nádoby začíná vysoce viskózním polyamidem-6 Ultramid určeným pro vytlačování. Z tohoto materiálu jsou vytlačovány trubky, které jsou následně řezány na správnou délku. Následně jsou v procesu vyvinutém společností Comat skleněná vlákna napuštěna tepelně stabilizovaným Ultramidem a tato vlákna jsou pak navinuta na připravené trubky. Nakonec jsou víka vyrobená vstřikováním z třetího typu polyamidu společnosti BASF připevněna na konce trubky. Pro tento účel byla vyvinuta speciální svařovací technologie tak, aby spojení trubky a víka bylo tlakotěsné. Výhodou této plastové tlakové nádoby oproti kovové je nejen značné snížení hmotnosti a nižší cena, ale především odolnost proti korozi.

Inovace s vlákny zpevněnými polymery

Při hledání optimálního materiálu obrátili výrobci automobilů pozornost směrem ke kompozitům. Dnes lze například nalézt kompozitní materiály v interiérech automobilů. Volkswagen, největší evropský výrobce automobilů, používá dlouhými vlákny zpevněný termoplast Celstran+ (LFT) pro výrobu velkoryse konstruovaných blatníků. Tyto podpěry se skládají z několika dílů, které jsou vyráběny ve Wolfsburgu z materiálu od společnosti Ticona. Celstran+ je vyspělý termoplast zpevněný dlouhými vlákny, vytvořený přesně dle požadavků VW. Nabízí mimořádně vysokou kvalitu ve smyslu tuhosti, houževnatosti a povrchové úpravy a obecně bezproblémového zpracování, s velmi malým sklonem k deformacím. Přidanou hodnotou materiálu Celstran+ je nižší cena ve srovnání s ostatními termoplasty.

Nový Celstran+ se vyrábí pultruzí. Na rozdíl od běžných způsobů výroby vyztužených termoplastů zajišťuje pultruze rovnoměrné pokrytí vláken i distribuci polymeru. Díky tomu se materiál snadno zpracovává a dostává stejnou povrchovou úpravu. Celstran+ je v automobilovém průmyslu zpracováván na díly, jako jsou krabičky řídicích jednotek, moduly dveří a celé přední části.

Pokrokový koncept recyklace plastů

Ohledně Celstranu+ existuje více věcí, než lze pozorovat, především zcela nový koncept recyklace plastů. Cesta zpětného získávání cenných materiálů začíná už ve fázi výroby. Odpad z výroby nosného systému palubní desky z termoplastů vyztužených dlouhými vlákny byl dříve přepracováván přímo ve výrobě a vrácen jako odřezky materiálu. Zpracovatel však poté podstupuje možné riziko v nejednotnosti technologie zpracování materiálu a profilu vlastností výsledného dílu. To již neplatí v případě způsobu recyklace Celstranu, který byl poprvé použit při výrobě nosníků palubních desek pro VW Golf 5 a Golf 5 Plus. Ticona bere zpět odřezky plastů od kvalifikovaných recyklačních společností a přidává je do nového materiálu LFT v optimalizovaném procesu pultruze. Na konci tohoto procesu jsou získávány vysoce kvalitní granule Celstranu, které jsou poté znovu použity na výrobu podpěr palubních desek.

-ds-