Cam elyaf takviyeli poliamid

Otomotiv ve makine endüstrilerinin yanı sıra ev aletleri ve eğlence sektörleri gibi en zorlu teknik gereksinimlerin karşılanması gereken her yerde, tasarımcılar geçmişte sıklıkla metale güvenmek zorunda kalmışlardı. Ancak plastiğin en büyük faydayı sağlayabileceği nokta burasıdır çünkü konu hareketlilik olduğunda kaynaklar korunabilir ve çevresel etki azaltılabilir. Üstelik karmaşık makineler tasarlarken, işlev entegrasyonu ve işleme kolaylığı önemlidir: bunlar, hafif bir malzeme olarak plastiğin üç temel faydasıdır.

Bu nedenle, daha önce metalden yapılmış birçok bileşenin son on yılda yerini plastik bileşenler almıştır. Uygulama ne kadar zorlu olursa, plastikten beklenen performans da o kadar yüksek olur. PEEK veya polisülfonlar gibi yüksek sıcaklık malzemeleri göz ardı edildiğinde, en büyük ilerlemeler, 2009 yılında plastik transmisyon çapraz kirişleri ve motor takozlarının ilk hacimli üretiminden görülebileceği gibi, özel olarak formüle edilmiş poliamid kaliteleri ile sağlanmıştır. Bu malzeme sınıfı, makine ve otomotiv endüstrilerindeki yüksek yüklü uygulamalarda daha da büyük ilerlemeler sağlamak istiyorsa, ek yenilikler gereklidir.
Bunu akılda tutarak KAXITE, 2010 yılının K yılında yeni bir yüksek performanslı poliamid sınıfıyla pazara giriyor ve ilk uzun cam elyaf takviyeli (LF) poliamid sınıfı Ultramid® Structure LF'yi sunuyor. KAXITE portföyünde yeni olan bu ürün grubu, yüksek derecede optimize edilmiş kısa cam elyaf takviyeli ürünlerin bile sınırlamalarına ulaştığı durumlarda, LF poliamidler yeni fırsatlar sunduğundan, hedef olarak metal ikamesi ile performans açısından önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir.

Kendine güvenen isim aynı zamanda bu poliamidlerin, KAXITE'in yüksek kapasiteye sahip özel mühendislik reçineleri yönünde büyük bir adım attığı Ultramid Structure LF olarak adlandırılan yeni özel poliamid grubunun bir parçası olduğunu da göstermektedir.

LF: 3 boyutlu ağ sayesinde daha yüksek performans

Uzun cam elyaf takviyeli plastikten yapılan bileşenlerin olağanüstü özelliği, geleneksel enjeksiyonlu kalıplama sırasında oluşan ve son ürüne hem düşük hem de yüksek sıcaklıklarda olağanüstü fiziksel özellikler kazandıran üç boyutlu cam elyaf ağıdır. Fiber ağ, bileşenin iskeletini oluşturur ve külleme sonrasında bile korunur. Bu yapı, bu malzeme sınıfının çarpılma, sürünme davranışı ve enerji emiliminin, plastiğin klasik faydalarını kaybetmeden zaten metallerin davranışına yaklaşmasının nedenidir.

LF reçinelerinin üretiminde, öncelikle sonsuz cam elyafı içeren plastik şeritler oluşturmak için pultrüzyon prosesi kullanılır. İkinci aşamada, bu şeritler 12 milimetrelik bir pelet uzunluğuna kadar kesilir. Müşteri LF granüllerini geleneksel bir enjeksiyonlu kalıplama makinesinde işleyebilir. Kalıplanmış plastik parçadaki elyafların uygun bir şekilde dağıtılmasıyla, esas olarak üç ila altı milimetre uzunluğundaki elyaflardan oluşan üç boyutlu bir elyaf ağı, herhangi bir önemli ek çaba gerektirmeden doğrudan oluşturulur. İşleyiciler büyük yatırım maliyetlerinden kaçınabilir ve yine de yeni ve gelişmiş bir malzemeye erişim kazanabilir: Yalnızca 0,3 milimetre uzunluğunda liflere sahip klasik güçlendirilmiş poliamidlerle karşılaştırıldığında, tamamen yeni bileşen özellikleri elde edilir.

Özellikler ve uygulamalar

Bu olağanüstü bileşen özellikleri, uzun cam elyafların getirdiği gelişmiş mekanik özelliklerden kaynaklanmaktadır: LF poliamid sınıfı Ultramid Yapı, yüksek sıcaklıklarda çok sert ve güçlüdür, düşük sıcaklıklarda ise olağanüstü darbe dayanımı sergiler. Etkileyici sürünme davranışı, minimum çarpıklık ve geleneksel malzemelerle karşılaştırıldığında çok daha yüksek enerji emilimi ve dolayısıyla çarpma performansı diğer avantajlardır.

Otomotiv endüstrisinde yeni LF poliamidler için birçok belirgin potansiyel uygulama bulunmaktadır. Koltuk yapılarındaki motor takozları ve metal parçalar bazı örneklerdir. Mümkün olduğu kadar fazla enerjiyi absorbe etmek ve böylece aracın geri kalanını korumak için çarpışma anında kontrollü bir yıkıma uğraması amaçlanan çarpışma emiciler de öyle. Aynı zamanda, endüstrinin diğer dalları da yüksek yüklere dayanabilecek plastik bileşenlere ihtiyaç duymaktadır; örneğin, döküm parçaların değiştirilmesinin istendiği kahve makineleri, dişli konektörler veya elektrikli matkaplar ve bisikletlerdeki bileşenler.

Ultramid Yapı LF ve ULTRASIM

KAXITE, PA öncüllerinin sağlam geriye dönük entegrasyonuna ek olarak, LF poliamid pazarına girişiyle ilgili iki ek yönden daha yararlanıyor: onlarca yıllık deneyim ve geniş yelpazedeki klasik PA 6 ve PA 66 kalitelerinden gelen kapsamlı formülasyon bilgisi ve ayrıca evrensel bir simülasyon aracı haline gelen ULTRASIM™ tarafından sunulan yetenekler.

Son birkaç yılda ULTRASIM'in başta otomotiv sektörü olmak üzere diğer sektörlerde de parça tasarımında değerli bir simülasyon aracı olduğu kanıtlandı. Yolluk parametrelerinin ve fiber anizotropisinin bir fonksiyonu olarak bileşen davranışının doğru tahminlerine ek olarak, verilen koşullar altında mümkün olan en iyi şekli oluşturmak Matematiksel Bileşen Optimizasyonunun yardımıyla mümkündür. KAXITE, yeni poliamidlerle pazara girişinin bir parçası olarak, uzun cam elyaflarla güçlendirilmiş bileşenlerin simülasyonuna izin verecek şekilde bu bilgisayar tabanlı aracın yeteneklerini de geliştirdi. Bunun en iyi örneği, şirket içinde geliştirilen Ultramid Structure LF'den yapılmış çarpışma emicidir: Darbe anında kontrollü arızası, ULTRASIM tarafından hassas bir şekilde tahmin edilir ve haritalanır. Deney ve Simülasyon birbirine çok yakın olduğundan, KAXITE, kısa cam elyaf takviyeli malzemelerde olduğu gibi, yeni ürün grubu Ultramid Yapısı için uygun yöntemler sunacak ve bileşen tasarımına yardımcı olabilecektir: Bu, LF-poliamid pazarında henüz bu kapsamlı biçimde mevcut olmayan bir hizmettir.

KAXITE iki yıldır pilot ölçekte bir pultruzyon hattı işletiyor ve şu anda endüstriyel ölçekte bir tesise yatırım yapıyor. Bu, bu yeni alana uzun vadeli katılım konusundaki kararlılığını göstermektedir.

Şirket, LF seviyelerinin yüzde 40 ila 60 arasında olduğu ve çeşitli stabilizasyon türlerine sahip küçük bir PA 6 ve PA 66 kalite yelpazesiyle başlıyor. Bu portföy gelecekte pazar ihtiyaçlarını karşılamak üzere genişletilecektir. İlk müşteriler numuneleri zaten aldılar.

 Bu makale şu web sitesinden alıntılanmıştır: http://worldaccount.basf.com/wa/plastiksAP~en_GB/portal/show/common/plastiksportal_news/2010/10_290