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                  BMC促成汽車用復合材料上了新臺階

                  發布人:  泰信富塑料  瀏覽:1412次

                    BMC(DMC)由于具有良好的機械性能、抗蠕變性能和耐熱性能已在汽車工業中有多年應用的實例,如車燈反射鏡、引擎罩殼、正時齒輪罩和小電機端蓋等等。最新開發的材料主要應用于汽車發動機上,其特點是具有極精密的尺寸精度和使用中在-40°C到150°C溫度條件下的尺寸穩定度。其應用實例為電子節氣門(ETC)空氣調節閥(ACV)的閥體與一些傳動系的零部件。
                    本文概述了用BMC替代鋁質ETC閥體的成功案例。
                    BMC材料是由熱固性樹脂、礦物填料、短切玻纖等組成。典型的配方可由13種組份混合而成,其不同的配比可以滿足客戶對成型品的不同要求。
                    這項技術追溯起來已有60年歷史,而根本性的改進是近15年內,除了材料配方之外成型的模具和設備都有許多革新。
                    一直以來,BMC主要應用于三個領域,即電氣、汽車和家用消費品。而電氣市場也是BMC應用最久最成熟的領域,如塑殼斷路器外殼、小電機端蓋、開關箱體、大型熔斷器罩殼等。主要得益于BMC材料的極其優良的絕緣能力、耐高溫能力和UL94V0的阻燃能力。
                    其次,BMC突出的可著色性優于其它熱固性樹脂模塑料,幾乎可以配成各種顏色和外表,例如配成仿大理石的外觀,應用廚衛領域的池盆、家用電器的外殼。以及電熨斗的底板等等。
                    當然BMC最大的應用市場還是汽車工業,雖然應用的種類不如上述電氣和家用消費類市場,但消耗的總量遠大于上述兩個部門。在汽車上的典型應用有:車燈反射鏡、閥蓋和一些小型外部零件如阻流板、指示帽、擋泥板支架等。
                    相比之下,鋁壓鑄零件確有超級的耐熱性能,但是其模具的使用壽命和制造成本,零件制造周期及其單重與BMC相比較都處劣勢:而熱塑性工程塑料有較低的比重,而且設計師也比較熟悉,還能焊接,利于裝配,不過與BMC相比較其材料成本(單位體積之價格)昂貴,熱性能甚差。
                    對汽車工業來講,降低成本和減輕重量是長久的話題,其中用塑料或復合材料替代金屬零部件是一直進行的途徑。
                    電子節氣門技術的開發打開了復合材料新應用的大門。因為電子節氣門的幾何輪廓遠比常規的機械式節氣門復雜許多,由于驅動電機、節氣門開度傳感器和減速齒輪組等都集成裝配在節氣門體上,可想而知,采用鋁壓鑄節氣門體其壓鑄成型和機械加工的難度成指數倍地增加。
                    節氣門的作用是控制進入發動機的空氣流量。電子節氣門是一種柔性控制系統,通過節氣門體上的電機驅動節氣門,取消了傳統節氣門與加速踏板之間的直接機械連接,在電控單元的控制下,可實現節氣門開度的快速精確控制。其優點為:可以根據駕駛員的意愿以及排放、油耗和安全需求確定節氣門的最佳開度;可設置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性,如牽引力控制、巡航控制、怠速控制等,從而使發動機控制更加理想;解決了傳統節氣門難以根據汽車的不同工況相應地做出精確調整的問題,特別是在冷起動、低負荷和怠速工況下會導致經濟性下降、有害物質排放量增加等問題。
                    顯然在油價超高的環境下,這是完全符合消費者的利益,專家預測,到2014年發達地區國家中將90%以上,發展中地區與國家將60%左右采用此項技術。
                    正是由于這項技術的設計復雜性和市場的迫切需求,促成尋找成本較低、性能有效的材料來制造電子節氣門。
                    通過世界上一流的電子節氣門制造商、復合材料的精密成型商與原材料供應商之間的緊密合作,最終選定BMC材料通過注射成型工藝來制造這種電子節氣門閥體。ETC的性能特征
                    ETC本質上是一種閥門,用于控制進入進氣岐管的空氣流量(見圖1和圖2),事實上我們的感覺好像這種踏板是控制進入發動機的燃油,稱之謂“油門”。其實這是一個“空氣踏板”,當施壓發出信號送至控制模塊,然后再發信給驅動電機打開或是關閉氣門來控制空氣進入系統時,空氣進入的流量通過氧氣傳感器檢測并發出燃油噴入量的控制信號。這種閥體的平滑運動可優化燃油的效率和發動機的性能。這就要求閥體絕對可靠穩定,不僅最初的尺寸精度要嚴格控制,并在-40°C至150°C的操作溫度下仍要保證閥體與閥片的尺寸穩定性。
                    另外,這種尺寸的穩定性必須表現能承受發動機內各種流體的浸漬抗蝕能力,諸如各種牌號的燃油、機油、清潔液、變速箱油、制動液和動力轉向油等等。ETC還必須具有優良耐震抗沖能力及噪音的阻尼能力。
                    BMC相對于各種熱塑性工程塑料在各種溫度、油料及乙二醇浸漬1000h,2000h后的多種機械性能對照表,可以看到在耐乙二醇方面PPS表現還滿意。
                    BMC較之ETC傳統選材提供了良好的性價比。
                    列出了BMC與鋁質的最新價格對比,其優越性顯而易見。對于PA66和PPS也是同樣。盡管BMC有較高的比重,但單位體積的價格也明顯優于鋁材41%,PA6627%,PPS62%。
                    用BMC替代鋁質的ETC閥體大致可節省25%的成本。這并未計算鋁壓鑄件制造中各子系統的消耗。
                    采用BMC成型的模具費用比鋁壓鑄成型模具節約許多,且模具壽命長了的許多。 

                   
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