hirdetés
hirdetés

Műanyagipar

Új játékos a könnyűszerkezeteknél

Bár a könnyűszerkezetes konstrukciókban még mindig a hőre nem lágyuló, úgynevezett duroplaszt műanyagból készített szálerősítésű idomok dominálnak, de egyre több figyelem fordul a hőre lágyuló termoplasztok felé, többek között a belőlük készülő elemek gyártását meggyorsító tulajdonságaik miatt.

hirdetés

A szélerősítésű könnyűszerkezetes konstrukciókat mostanáig túlnyomóan duroplaszt (más néven műgyanta) mátrixból állították elő. A folyékony gyantát a kikeményítő anyaggal összekeverik, majd formába öntik, amelyben előzőleg az erősítőszálakat elhelyezték. Vákuumos és más eljárásokkal gondoskodnak róla, hogy a keverékből a levegőbuborékok eltávozzanak.

Ezután legtöbbször órákat kell várni a komponensek reagálására, azaz a keményítő komponens által elindított kémiai reakció (térhálósodás) lezajlására. Ha a jövőben a duroplasztokat hőre lágyuló termoplasztokkal helyettesítenék, egy alkatrész előállításának ciklusideje akár 2 percre is csökkenhetne. Ezért helyezik előtérbe egyre inkább a repülőgép- és autógyártók, illetve a szélerőművek rotorlapátjait előállító vállalatok a termoplasztikus mátrixból felépülő szerkezeti elemeket.

Előny az anizotróp szerkezetből

A témával foglalkozó szakemberek véleménye szerint a szálerősítésű termoplasztikus szerkezeti elemek a jövőben megkerülhetetlenek lesznek. Mégpedig elsősorban akkor, ha a konstruktőröket nem csupán az idomok kis sűrűsége és az ezzel összefüggő kis tömege, illetve párhuzamosan kimagasló mechanikai, vegyi és termikus ellenálló képessége fogja meg, hanem fontos számukra az anizotróp szerkezet is, amelynek köszönhetően a munkadarabok húzó terhelésre nemcsak megnyúlnak, hanem bizonyos jól meghatározható elcsavarodást is elszenvednek.

A szálkötegeket oda helyezik, ahol a legnagyobb erők lépnek majd fel
A szálkötegeket oda helyezik, ahol a legnagyobb erők lépnek majd fel

Az ilyen szerkezetek révén gyárthatók például olyan helikopter-rotorlapátok, amelyek a rotor fordulatszámától függően mechanikus állítóelem közbeavatkozása nélkül is képesek beállási szögüket módosítani. Ezzel üzemanyag takarítható meg, valamint mérsékelhető a zajszint.

Új szerelési eljárások lehetségesek

Hogy a szálerősítésű termoplasztok a gyártási folyamatokat jelentősen megváltoztatják, több tekintetben is világosan látható. Mivel a termoplasztokat többször meg lehet olvasztani, elegendő, ha a műanyagipar csak félkész termékeket gyárt – például úgynevezett organolemezeket vagy organofóliákat –, amelyeket később egy autógyár vagy annak beszállítója dolgoz fel a végleges termék előállításához. Ezek az előtermékek akár föccsöntő szerszámban térben alakíthatók, illetve nemesíthetők is. Az organolemezt síkidomként szállítják, előmelegítik és mélyhúzással alakítják. Ezzel egy időben azonos termoplaszt olvadékát nagy nyomással befröccsenthetik.

A szerkezeti elem kialakítása organolemezből fröccsöntő gépben történik
Az organolemez és a folyékony granulátum néhány másodperc alatt homogén szerkezetté olvad össze. Ugyanebben a folyamatban lehetőség van például erősítőbordák, szerszámtartó, elektromágneses hatások ellen árnyékoló ház vagy az úgynevezett GID eljárással közegvezetékek hozzáadására. A szálerősítésű hőre lágyuló műanyagok számos előnyt kínálnak, köztük a belőlük készülő darabok nagy szilárdságát és kis súlyát. Ráadásul a funkciók integrálásával az alkatrészválasztékát szűkíteni lehet, valamint korszerű kötéstechnikák is elképzelhetők a teljes újraépítéstől a hegesztésen keresztül a ragasztásig.

Akár új szerelési eljárások is bevezethetők, amelyekben már beépített szerkezeti elemeket más, ugyancsak előgyártott egységek elemeivel össze lehet kötni – mindezt csavarok vagy más kötőelemek nélkül, például ultrahangos hegesztéssel. Minden esetre leszögezhető, hogy az ipar csak akkor profitálhat megfelelően a szálerősítésű termoplasztokból, ha az érintett termelési vezetők feltérképezik az összes előre mutató lehetőséget az előfejlesztéstől a tervezésen keresztül a gyártásig, és az új anyagoknak a sorozatgyártásra, valamint az újrahasznosítására gyakorolt hatását is alaposan megvizsgálják.

Virágh Judit/Produktion
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
Cikk[118860] galéria
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés