Náhrada kovů snadno a lehce s EMS-GRIVORY

Skelet z vláken zdokonaluje vlastnost

Vyztužení materiálu dlouhými vlákny je zdrojem neobyčejných vlastností. Vlákna o délce až 10 mm vytváří ve stěnách dílu skelet, který zdokonaluje termo-mechanické vlastnosti materiálu, přičemž charakteristické vlastnosti polyamidů, jako jsou např. chemická odolnost či kvalita povrchu dílů, zůstávají zachovány. LFT materiály tak dosahují vysokých hodnot mechanických vlastností i nad teplotou skelného přechodu materiálu. Skelet z vláken také zvyšuje absorpci energie, je zdrojem vyšších hodnot HDT (Heat Deflection Temperature), lepších vlastností při vysokých i nízkých teplotách a také nižšího sklonu k deformacím dílu vlivem anizotropie smrštění. Z praktických zkušeností vyplývá, že pro dosažení požadovaných mechanických vlastností lze ušetřit cca 10% vláken v případě LFT materiálů ve srovnání s materiály vyztuženými krátkými vlákny. Díky tomu je možné snížit váhu dílu (hustotu materiálu) o cca 9%. Například Grilamid LCL-3H, tj. polyamid 12 vyztužený 30% dlouhých skelných vláken, nabízí kombinaci nízké hustoty 1.15g/cm³ a vysoké pevnosti 250 MPa.   

Značné úspory váhy jsou možné

Tyto výhody předurčují LFT materiály k náhradě kovů v náročných automobilových aplikacích, kde váhová a cenová úspora hrají velmi důležitou roli. Jedním z příkladů je opěradlo zadního sedadla pro model Audi A8, jež je vyrobeno z Grilonu TSGL-50/4 (PA66 vyztužený 50% dlouhých skelných vláken). Tento materiál poskytuje enormně vysoké hodnoty tuhosti i při vyšších teplotách a také zaručuje vysokou houževnatost při prasknutí, což je velmi důležité pro ochranu zdraví cestujících při bočním nárazu do auta. Vysoká vrubová houževnatost a velmi nízká náchylnost k deformacím završují tento výjimečný materiálový profil.

Překročení hranice pevnosti 300 MPa

V rámci dalšího vývoje materiálů vyztužených dlouhými vlákny, EMS-GRIVORY neustále zlepšuje jejich vlastnosti podstatné pro náhradu kovů. Tím se rozšiřuje i pole jejich použitelnosti. Díky použití nově vyvinutých skelných rovingů bylo možné poprvé vyvinout materiál pro vstřikování (Grivory GVL-6H HP), který bez použití uhlíkových vláken překračuje hranici pevnosti materiálu 300 MPa (zkouška v tahu dle ISO 527). Nově vyvinuté rovingy mají odlišnou geometrii a tedy jiný poměr délky k tloušťce vlákna (v každé granuli jsou orientována tato vlákna o délce 10 mm). S jejich použitím lze dosáhnout také lepší kvality povrchu dílů. Materiály vyztužené výše popsanými skelnými vlákny tak nabízí kombinaci vynikající kvality povrchu dílů a neobyčejných mechanických vlastností.

Eliminace slabých vlastností

EMS Tape Technology (ETT) je další novou možností pro vytvoření lehkých konstrukcí. Jedná se o orientovaná nekonečné vlákna, jež jsou zcela impregnována a dodávána ve formě pásek. Díky jejich použití např. pevnost studeného spoje na díle může být silně zvýšena. Tato technologie byla vyvinuta ve spolupráci s technickou univerzitou v Rapperswilu (Švýcarsko). Použití jedné pásky (ETT) na demonstračních dílech ukázalo až dvojnásobné zvýšení pevnosti v oblastech studených spojů. Naměřené hodnoty pevnosti v ohybu byly prakticky nezávislé na struktuře dílu, na větší či menší orientaci vláken nebo dokonce na oslabení studeného spoje. Dlouhodobé mechanické vlastnosti při „creepovém“ a únavovém namáhání byly rovněž zlepšeny.

S vývojem těchto nových materiálů, EMS-GRIVORY rozšiřuje své portfolio produktů vyztužených dlouhými vlákny a otevírá tak nové možnosti jejich použití.

Opěradlo zadního sedadla z materiálu Grilon TSGL-50/4

Dlouhá vlákna vytváří vnitřní skelet dílu, který výrazně zvyšuje termo-mechanické vlastnosti materiálu

Pásky nekonečných vláken (dodávány na cívkách) lze upravovat na potřebné délky a zakládat do formy pro výrobu daného dílu. Na tomto obrázku je vidět demonstrační díl, jenž je výsledkem společného vývoje s technickou univerzitou v Rapperswilu (Švýcarsko)

Porovnání maximálního napětí (pevnosti) dílů nevyztužených a vyztužených nekonečnými vlákny.

www.emschem.cz