Flanders DC - Inspiring Creativity

Autofabrikanten streven voortdurend naar lichtere, performantere constructies, maar gebruiken nog altijd staal en aluminium voor zwaarbelaste structurele elementen zoals de motorophanging. Een kunststof alternatief, ontworpen met specifieke simulatiesoftware, dient zich nu aan.

Tot nu toe werden zwaarbelaste onderdelen zoals de motorophanging, transmissieoverbrenging en torsiestaven enkel vervaardigd uit aluminium of staal. Om een alternatief te kunnen aanbieden, heeft BASF een nieuw soort polyamide ontwikkeld en zijn Integrative Simulation Tool verbeterd.

Samen met systeemleverancier ContiTech Vibration Control ontwikkelde het de eerste motorkoppelstang uit kunststof die bestand is tegen de hoge mechanische belasting. Dit onderdeel tussen motor/transmissie-unit en carrosserie dempt trillingen en isoleert structuurgedragen lawaai. Het stuk weegt 35% minder dan zijn voorgangers uit aluminium en wordt nu al in serie geproduceerd voor de Opel Vectra en de Saab 9-3.
 

Bestand tegen extreme omstandigheden

Motorophangsystemen worden blootgesteld aan zware lasten, maar ook aan temperatuurschommelingen van -30°C tot 120°C, vervuiling door olie en andere chemicaliën.

Tot nu toe werden thermoplasten ongeschikt geacht voor onderdelen die tegen dergelijke zware lasten bestand moeten zijn. De eerste vereisten voor een precieze dimensionering van zwaar belaste onderdelen zijn materiaalmodellen van hoge kwaliteit, krachtige simulatietools zoals Integrative Simulation en speciaal ontwikkelde materialen zoals Ultramid.

In deze materialenfamilie zijn de materiaaleigenschappen sterk afhankelijk van de oriëntatie van de vezels en de reksnelheid, die dus precies bepaald moeten zijn. Bovendien is de performantie van deze kunststoffen hoger en de standaardafwijking van de mechanische eigenschappen kleiner dan bij commercieel verkrijgbare polyamiden.
 

Sterkte voorspellen

Het belangrijkste deel van de ontwikkeling is de uitbreiding van de Integrative Simulation software van BASF. Om de mechanische mogelijkheden van vezelversterkte polyamiden beter te benutten is het nodig om correct rekening te houden met de vezeloriëntatie op verschillende plaatsen in het stuk, aangezien de mechanische eigenschappen aanzienlijk verschillen naargelang van de richting van de vezels.

Hier kon de verbeterde software hulp bieden: het linkt de in een vulsimulatie berekende vezeloriëntatie doorheen het werkstuk met een eindige-elementenanalyse. Deze resultaten worden, samen met de invloed van de temperatuur en de belasting, gebruikt om de afmetingen van de component te bepalen. Zowel de complexe levenscyclustesten als de definitieve testen van het voertuig (Opel) toonden aan dat het programma een zeer betrouwbaar componentontwerp mogelijk maakt.
 

Bron
www.media.basf.com

Contactpersoon : Sirris, Rob Van Tol
E-mail rob.vantol@sirris.be
 

Dit artikel is reeds verschenen op Agoria Online (members only) en Techniline, de portaalsite van de technologische innovatie van Sirris. Abonneer u op Techniline indien u alle artikels wenst te volgen.