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Sich entwickelnde hellere Plastikteile für Verbrennungsmotoren

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Bemühungen, hellere Träger zu produzieren umfassen notwendigerweise Maschinenteile, wie das Zylindergehäuse, das bis 20 Prozent seines Gewichts verschütten könnte, wenn es von faserverstärktem Plastik eher als Aluminium gebildet wurde? ohne addierte Kosten. Solche Einspritzung-geformten Teile sind für Massenproduktion sogar verwendbar

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Es? s selbstverständlich, das Autos heller werden müssen, um Kraftstoffverbrauch zu verringern. Für die meisten Autoentwerfer bedeutet dieses hauptsächlich Körperteile, aber das powertrain System, das die Maschine umfaßt, erklärt auch einen großen Anteil dem Träger? s-Gewicht. Bis jetzt haben Automobilhersteller auf Aluminium gebaut, um das Gewicht der Motorteile wie des Zylinderblocks zu verringern.

Zukünftig sind Autohersteller, weitere Gewichtsparungen zu erzielen, indem sie Zylinderblöcke entwerfen, in denen bestimmte Teile von faserverstärktem Plastik gebildet werden. Eine experimentelle Maschine, die durch die Fraunhofer Projektgruppe für neue Ansteuersysteme (NAS) entwickelt wird, die Teil des Fraunhofer Instituts für chemische Technologie IuK, gemeinsam mit SBHPP, die leistungsstarke Plastikunternehmenseinheit von Sumitomo Bakelit-Co. Ltd. darstellt, Japan, zeigt diese Grundregel.

? Wir benutzten ein faserverstärktes zusammengesetztes Material, um ein Zylindergehäuse für eine einzylindrige Forschungsmaschine zu errichten? berichtet über Dr. Lars-Fredrik Berg, der der Projektleiter und der Manager des Forschungsbereich leichten Powertrain Entwurfs an der Fraunhofer Projekt-Gruppe für neue Ansteuersysteme ist. ? Das Zylindergehäuse wiegt herum 20 Prozent weniger als der gleichwertige Aluminiumbestandteil und kostet die selben.?

Es scheint eine offensichtliche Lösung, aber beteiligte zahlreiche technische Herausforderungen dorthin kommen, weil die Materialien, die benutzt werden, in der Lage sein müssen, extremen Temperaturen, Hochdruck und Erschütterungen ohne leidenden Schaden zu widerstehen. Dass Plastik diese Qualitäten besaß, wurde zurück in den achtziger Jahren erkannt, aber zu dieser Zeit war es nur möglich, dieses zu produzieren schreibt von den Teilen in einem kleinen Volumen und indem man viel Bemühung in Form von Handarbeit investierte? ein No-Go- für die Automobilindustrie, in der Zylinderblöcke in den Millionen Maßeinheiten in Serienfertigung hergestellt werden.

So was taten die Forscher, um sicherzustellen, dass ihre Maschine genug robust sein würde? ? Zuerst betrachteten wir den Maschinenentwurf und identifizierenten die Bereiche abhängig von den hoch thermischen und mechanischen Lasten. Hier benutzen wir Metalleinsätze, um ihre Verschleißfestigkeit zu verstärken? erklärt Berg. Ein Beispiel ist die Zylinderzwischenlage, innerhalb deren der Kolben auf und ab Millionen Zeiten während des Lebens des Trägers sich bewegt. Die Forscher änderten auch die Geometrie dieser Teile, um zu garantieren, dass der Plastik als wenig Hitze ausgesetzt wird, wie möglich.

Glas-Faser-verstärktes phenoplastisches Harz

Die Eigenschaften des Plastiks spielen auch eine wichtige Rolle. Sie muss genug hart und gegen Öl, Benzin und Glykol im Kühlwasser steif, und beständig sein. Sie muss gute Haftfähigkeit zu den Metalleinsätzen auch zeigen und einen höheren Koeffizienten der thermischen Expansion als das Metall nicht haben? andernfalls wurden die Einsätze getrennt von dem Substrat.

Berg? s-Mannschaft benutzt eine Glas-Faser-verstärkte phenoplastische Zusammensetzung, die durch SBHPP entwickelt wird, das alle diese Anforderungen erfüllt und die 55-Prozent-Fasern und 45 Prozent Harz enthält. Ein Hellgewicht aber teurere Alternative ist, eine Carbon-Faser-verstärkte Zusammensetzung zu benutzen? die Wahl hängt an ab, ob der Automobilhersteller die Maschine in Kosten ausgedrückt oder in Gewicht ausgedrückt optimieren möchte.

Die Forscher produzieren diese Bestandteile aus granuliertem thermoset Plastik unter Verwendung eines Spritzenprozesses. Das geschmolzene zusammengesetzte Material, in dem die Glasfasern bereits mit dem Harz gemischt werden, verhärtet sich in der Form, in die es eingespritzt wurde. Die Wissenschaftler analysierten den Prozess unter Verwendung der Computersimulationen, um die beste Methode des Einspritzens das materielle festzustellen, um die Leistung der Fertigware zu optimieren. Der Prozess ist mit Massenproduktiondrehbüchern kompatibel und die Herstellungskosten sind erheblich niedriger als die für Aluminiummaschinenteile, nicht zuletzt, weil er zahlreiche Vollendenbetriebe beseitigt.

Ein Prototyp dieser Maschine wird an diesem Jahr dargestellt? s Hannover Messe, das an den 13.-17. April stattfindet (Ausstellung in Hall 2, Stand C16). Versuche der neuen Maschine sind erfolgreich abgeschlossen worden. ? Wir haben, dass sie zur gleichen Leistung wie herkömmlich errichtete Maschinen fähig ist geprüft? sagt Berg.

Außerdem verspricht er, weitere Vorteile wie niedrigere laufende Geräusche verglichen mit den Maschinen anzubieten, die ausschließlich auf Metalteilen beruhen. Anfangsdaten zeigen auch an, dass die Menge von Hitze ausgestrahlt zur Umwelt niedriger als die ist, die durch Aluminium-gegründete Maschinen erzeugt wird. Die Wissenschaftler beabsichtigen, ihre Forschung weiter zu nehmen, indem sie eine Plastik-gegründete Multizylindermaschine, einschließlich die Kurbelwellelager entwickeln.