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2014 年 3 月 31 日 星期一  |
| 塑料將進入發動機領域代替金屬材料 |
分類: 未分類 |
傳統發動機使用的歧管零部件往往是銅焊的金屬件，而opp袋福特日前成功利用杜邦制造的Zytel HTN PPA(苯丙醇胺)合成樹脂取代了金屬，制造出歧管系統中的冷卻劑套管，並應用在兩款發動機上，使得發動機總重量降低1磅，生產制造成本節省1美金。杜邦、福特和伊利諾伊工具的密切合作，才促成了這款全新設計的實用產品，該研發團隊已經被塑料工程師協會提名為2013汽車革新技術大獎中革新塑料獎項的候選人。
全新的福特Duratec 3。5升和3。7升V型六缸發動機將使用注射成型且具有交叉結構的冷卻劑套管，該元件以Zytel HTN PPA樹脂塑料為原材料，而沒有采用以前的銅焊金屬管。當發動機冷卻液在塑膠袋這種全新的冷卻套管中循環流動的時候，相關部件都能夠正常工作，滿足各方面的要求。
把發動機歧管換成普通尼手提袋龍高分子聚合材料的方案是不可行的，因為這種材料無法長時間抵擋化學品以及高溫的腐蝕作用，所以盡管金屬價格昂貴且重量較大，但是現在的發動機部件還都是由金屬打造的，以滿足抗腐蝕要求。如果不改變發動機原有的結構，只是把銅焊金屬管用尼龍元件代替，這種做法也是不可取的，因為把中空管集合成歧管系統的二次成型過程會產生非常大的壓力，此壓力可能造成尼龍元件的損毀。
最終設計團隊選擇了Zytel HTN PPA合成樹脂，得益於該材料出眾的耐高溫和抗化學腐蝕性(尤其是抗冷卻劑腐蝕性)，它經常被用作發動機冷卻零部件以及加油裝置快速接口原材料。團隊成員面臨的難題轉化成如何通過全新的結構設計，把Zytel材料的冷卻劑套管與發動機歧管整合在一起。他們使用Moldflow模型仿真分析軟件優化結構工藝，並利用有限元分析優化整體設計；RJG的鑄模空腔壓力感測技術被用於獲取二次成型過程中施加在空腔內壁上的壓力值，所有的數據都是為了防止加工過程中套管承受壓力過大造成不必要的損壞。
Duratec 3。5升和3。7升V型六缸發動機將是最早搭載一體式注射成型交叉結構冷卻劑套管的兩款產品，並將率先出現在福特Taurus、Flex、Edge和Explorer車型中。這兩款全新發動機除了降低了重量和節約了成本，生產加工所需的步驟和機械設備也有減少，因為可以省去粉末金屬塗層工藝。
Zytel HTN和Zytel系列其他樹脂材料已經在汽車領域得到了廣泛應用，其中不乏在發動機上的應用。舉例來說，Zytel LC 7000 和 Zytel RS LC 4000用來加工汽車上使用的低壓軟管和套管，相比於標准尼龍11和12，這些材料全都擁有更長的使用壽命以及低溫下更出色的抗衝擊強度；杜邦利用Zytel HTN樹脂材料為梅賽德斯奔馳打造了兩款注射成型油底殼，用於大型重載卡車上；Zytel HTN甚至被川崎汽車用作SIM-WIL電動車的車輪電動機繞線管材料。
以前的觀點認為可生物降解塑料很難承受高溫，根據此觀點塑料將無法作為原材料出現在發動機中，但是杜邦設計研發的Zytel HTN已經成功應用在發動機上，意味著樹脂材料特性在不斷提升，另外更合理的設計也能拓寬材料的應用範圍。那些對樹脂材料充滿興趣的汽車制造商們，趕緊同杜邦的工程師們聯系吧，看看他們能不能幫助解決與您有關的樹脂購物袋材料使用難題。
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