Wymagania w zakresie długoterminowej odporności na cykliczne obciążania mechaniczne, zwanej również wytrzymałością zmęczeniową, stale rosną, zwłaszcza w odniesieniu do części z tworzyw sztucznych znajdujących się pod maską.

Z tego względu koncern LANXESS, producent specjalistycznych środków chemicznych, opracowuje nową serię poliamidów 6 pod nazwą Durethan Performance. Nowe gatunki są kilka razy bardziej odporne na zmęczenie materiału pod wpływem pulsujących obciążeń niż standardowe produkty o tej samej zawartości włókna szklanego. Pierwsze produkty z tej serii to stabilne termicznie materiały Durethan BKV30PH2.0, BKV35PH2.0 i BKV40PH2.0 o zawartości włókna szklanego w wysokości 30%, 35% i 40%. Seria obejmuje również odporny na uderzenia modyfikowany Durethan BKV130P o 30-procentowej zawartości włókien szklanych. Litera „P” w nazwie produktów odnosi się do słowa „Performance” (wydajność).

Części komory silnika, ultralekkie konstrukcje i elektronarzędzia

– Dzięki tym nowym produktom staramy się odpowiedzieć na zapotrzebowanie na materiały do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym do takich części jak układy poboru powietrza, moduły filtra olejowego czy hamulca postojowego. Istnieje ogromny potencjał zastosowań dla tych materiałów również w produkcji obudów i części strukturalnych elektronarzędzi takich jak wiertarki i szlifierki. Jeżeli chodzi o przemysł meblarski, na przykład, z odpornego na uderzenia modyfikowanego gatunku naszego materiału można produkować części zamków – wyjaśnia dr Thomas Linder, ekspert w zakresie rozwoju materiałów Durethan w koncernie LANXESS. Oprócz właściwości dynamicznych profil mechanicznych właściwości statycznych nowych materiałów konstrukcyjnych również został poprawiony. Charakteryzują się one na przykład większą wytrzymałością na rozciąganie niż standardowe produkty o tej samej zawartości włókna szklanego. – Właściwości mechaniczne sprawiają, że materiały Durethan Performance na bazie poliamidu 6 w wielu przypadkach stanowią alternatywę dla związków poliamidu 66, które w ostatnich latach bardzo zdrożały. Taką zmianę często można przeprowadzić bez zwiększania zawartości włókna szklanego, dzięki czemu nie jest potrzebna akceptacja wyższej gęstości, a tym samym masy materiałów – wyjaśnia Thomas Linder.

Szeroko zakrojone badania Wöhlera

Koncern LANXESS bada właściwości dynamiczne nowych związków na pokazowych elementach przypominających ultralekkie części konstrukcyjne. Tak zwany element HiAnt to formowany wtryskowo profil w kształcie litery U, który po wewnętrznej stronie jest wzmocniony poprzecznymi żebrami. Oprócz innych testów przeprowadzono również badania Wöhlera tych praktycznych próbek materiału pod kątem wytrzymałości na trzypunktowe zginanie. – Podczas testów Durethan BKV30PH2.0, na przykład, wykazywał się okresem eksploatacji około trzy razy dłuższym niż standardowy poliamid 6 o 30-procentowej zawartości włókien szklanych przy obciążeniu zginającym o wartości 2,75 kiloniutonów.

Idealne do produkcji części strukturalnych poddawanym wysokim obciążeniom

Koncern LANXESS planuje dalsze rozszerzenie oferty produktów z serii Durethan Performance. Na rynek mają wejść na przykład dwa materiały o 50- i 60-procentowej zawartości włókna szklanego. – Dzięki wysokiej wytrzymałości i sztywności te materiały szczególnie dobrze nadają się do elementów konstrukcyjnych znajdujących się pod obciążeniami dynamicznymi, czyli na przykład do produkcji ultralekkich komponentów w branży motoryzacyjnej, takich jak elementy nośne do modułów elektrycznych i elektronicznych – wyjaśnia Thomas Linder.

HiAnt – wsparcie na przestrzeni całego procesu opracowywania nowych części

Koncern LANXESS wspiera swoich klientów w opracowywaniu części poddawanych wysokim obciążeniom cyklicznym na etapach od koncepcji przez projektowanie części i narzędzi aż po rozpoczęcie produkcji. Te usługi oferowane są w ramach pakietu usług pod nazwą HiAnt i obejmują między innymi liczne testy projektowanych części. – Oprócz naszych urządzeń serwohydraulicznych do badania wytrzymałości na rozciąganie do określenia krzywych Wöhlera mamy do dyspozycji również wstrząsarkę zaprojektowaną przede wszystkim do badania wibracji do materiałów i części przeznaczonych do zastosowań motoryzacyjnych. Taka wstrząsarka pozwala na przeprowadzenie wszystkich popularnych testów na wibracje i wstrząsy – powiedział dr Thomas Linder. Koncern LANXESS realizuje również badania progowego obciążenia dla części układów chłodzenia oraz testy na zmiany ciśnienia i spalanie w kolektorze wlotowym.