Poliammide rinforzata con fibra di vetro

Ovunque si debbano soddisfare i requisiti tecnici più esigenti – nell’industria automobilistica e meccanica, ma anche nel settore degli elettrodomestici e del tempo libero – in passato i progettisti hanno dovuto spesso fare affidamento sul metallo. Ma è qui che la plastica può offrire i maggiori vantaggi, perché in termini di mobilità è possibile risparmiare risorse e ridurre l’impatto ambientale. Inoltre, quando si progettano macchinari complessi, contano l’integrazione delle funzioni e la facilità di lavorazione: questi sono i tre principali vantaggi della plastica come materiale leggero.

Questo è il motivo per cui negli ultimi decenni molti componenti precedentemente realizzati in metallo sono stati sostituiti da componenti in plastica. Più l'applicazione è impegnativa, maggiori saranno le prestazioni richieste alla plastica. Tralasciando i materiali ad alta temperatura come PEEK o polisulfoni, i maggiori progressi sono stati fatti con gradi di poliammide appositamente formulati, come si può vedere dalla prima produzione in serie di traverse di trasmissione e supporti motore in plastica nel 2009. Se questa classe di materiali vuole farsi ancora più strada nelle applicazioni ad alto carico nell’industria meccanica e automobilistica, sono necessarie ulteriori innovazioni.
Con questo in mente, KAXITE sta entrando nel mercato con una nuova classe di poliammidi ad alte prestazioni nell'anno K del 2010 e presentando il suo primo grado di poliammide Ultramid® Structure LF rinforzato con fibra di vetro lunga (LF). Questo gruppo di prodotti, nuovo nel portafoglio KAXITE, rappresenta un notevole progresso in termini di prestazioni con la sostituzione del metallo come obiettivo, poiché laddove anche i prodotti rinforzati con fibra di vetro corta altamente ottimizzati raggiungono i loro limiti, le poliammidi LF offrono nuove opportunità.

Il nome sicuro di sé mostra anche che queste poliammidi fanno parte del nuovo gruppo di poliammidi speciali denominato Ultramid Structure LF, con l'aiuto del quale KAXITE sta facendo un grande passo nella direzione delle resine tecniche speciali ad alta capacità.

LF: Maggiori prestazioni grazie alla rete 3-D

La caratteristica eccezionale dei componenti realizzati in plastica rinforzata con fibra di vetro lunga è la rete tridimensionale di fibra di vetro che si forma durante lo stampaggio a iniezione convenzionale, conferendo al prodotto finale le sue eccezionali proprietà fisiche sia a temperature basse che elevate. La rete in fibra costituisce l'ossatura del componente e viene mantenuta anche dopo l'incenerimento. Questa struttura è il motivo per cui la deformazione, il comportamento al creep e l'assorbimento di energia di questa classe di materiali si avvicinano già al comportamento dei metalli senza perdere i vantaggi classici della plastica.

La produzione di resine LF utilizza il processo di pultrusione per creare innanzitutto fili di plastica contenenti fibre di vetro infinite. In una seconda fase, questi fili vengono tagliati ad una lunghezza di 12 millimetri. Il cliente può lavorare i granuli LF su una macchina per stampaggio a iniezione convenzionale. Con una distribuzione favorevole delle fibre nella parte stampata in plastica, si forma direttamente, senza notevoli sforzi aggiuntivi, una rete di fibre tridimensionale composta principalmente da fibre lunghe da tre a sei millimetri. I trasformatori possono evitare ingenti costi di investimento e avere comunque accesso a un nuovo materiale sofisticato: rispetto alle classiche poliammidi rinforzate con le loro fibre lunghe solo 0,3 millimetri, si ottengono caratteristiche dei componenti completamente nuove.

Proprietà e applicazioni

Queste eccezionali proprietà dei componenti derivano dalle migliorate capacità meccaniche apportate dalle lunghe fibre di vetro: i gradi di poliammide LF Ultramid Structure sono molto rigidi e resistenti a temperature elevate, mentre a basse temperature mostrano un'eccezionale resistenza agli urti. Ulteriori vantaggi sono l’eccellente comportamento allo scorrimento viscoso, la deformazione minima e l’assorbimento di energia molto più elevato – e quindi la resistenza agli urti – rispetto ai materiali convenzionali.

L’industria automobilistica ha diverse ovvie potenziali applicazioni per le nuove poliammidi LF. I supporti del motore e gli inserti metallici nelle strutture dei sedili sono alcuni esempi. Lo stesso vale per gli ammortizzatori, destinati a subire una distruzione controllata in caso di impatto per assorbire quanta più energia possibile e proteggere così il resto del veicolo. Allo stesso tempo anche altri settori industriali necessitano di componenti in plastica in grado di resistere a carichi elevati, come ad esempio le macchine da caffè, dove si cercano sostituti per pezzi pressofusi, connettori filettati o componenti di trapani elettrici e biciclette.

Struttura Ultramid LF e ULTRASIM

Oltre alla solida integrazione a ritroso dei precursori della PA, KAXITE beneficia di due aspetti aggiuntivi riguardanti il ​​suo ingresso nel mercato delle poliammidi LF: decenni di esperienza e un vasto know-how formulativo dalla sua vasta gamma di gradi classici di PA 6 e PA 66, nonché le capacità offerte da quello che è diventato uno strumento di simulazione universale, vale a dire ULTRASIM™.

Negli ultimi anni, ULTRASIM ha dimostrato di essere un prezioso strumento di simulazione per la progettazione di parti principalmente nel settore automobilistico, ma nel frattempo anche in altri settori. Oltre alle previsioni accurate del comportamento dei componenti in funzione dei parametri di gating e dell'anisotropia delle fibre, con l'aiuto dell'ottimizzazione matematica dei componenti è possibile stabilire la migliore forma possibile nelle condizioni date. Nell'ambito del suo ingresso sul mercato con le nuove poliammidi, KAXITE ha anche aggiornato le capacità di questo strumento computerizzato per consentire la simulazione di componenti rinforzati con fibre di vetro lunghe. L'esempio migliore è un ammortizzatore realizzato internamente con Ultramid Structure LF: il suo cedimento controllato in caso di impatto viene previsto e mappato con precisione da ULTRASIM. Esperimento e simulazione coincidono strettamente, in modo che – come nel caso dei materiali rinforzati con fibra di vetro corta – KAXITE offrirà metodi appropriati e sarà in grado di assistere nella progettazione dei componenti per il nuovo gruppo di prodotti Ultramid Structure: questo è un servizio che non è ancora disponibile nel mercato della poliammide LF in questa forma completa.

KAXITE gestisce già da due anni una linea di pultrusione su scala pilota e attualmente sta investendo in un impianto su scala industriale. Ciò dimostra il suo impegno per un coinvolgimento a lungo termine in questo nuovo campo.

L'azienda sta iniziando con una piccola gamma di qualità PA 6 e PA 66 con livelli LF compresi tra il 40 e il 60%, oltre a vari tipi di stabilizzazione. Questo portafoglio verrà ampliato in futuro per soddisfare le esigenze del mercato. I primi clienti hanno già ricevuto i campioni.

 Questo articolo è citato da questo sito Web http://worldaccount.basf.com/wa/plasticsAP~en_GB/portal/show/common/plasticsportal_news/2010/10_290