【正文】 增強(qiáng)的Minlon EFE6053 BK413尼龍66。 它取代了2004 Dodge Caravan和Grand Caravan L 和 L沖壓鋼氣門套，年使用量大約為500,000個。 杜邦公司的引擎蓋專家Pat Granowicz聲稱塑料引擎蓋重量減輕了65%，且油氣分離器一體化，降低了油損耗，提高了引擎效率。 曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥一般栓接在引擎蓋的外部，現(xiàn)在在內(nèi)部采用振動焊接技術(shù), 將閥隔離開，改善了汽車的啟動性能。 Bruss公司設(shè)計了兩排三汽缸 V6氣門套 ，因此面板比典型的 V4氣門套小而且螺栓大小合適 (175 毫米)。據(jù)布魯斯項目管理經(jīng)理Michael Cuneo說，新設(shè)計將高溫下氣門套墊圈周圍發(fā)生蠕變的危險降到最低且防止了漏電現(xiàn)象。 成本的降低主要通過一體化設(shè)計、模具和材料費用的減少實現(xiàn)。 模內(nèi)黑色和粒狀質(zhì)地也省卻了電子涂覆和噴涂。 為了響應(yīng)北美對尼龍氣門套產(chǎn)生的新的興趣，Rhodia公司開始向北美推出已經(jīng)在歐洲得到認(rèn)可的牌號，該公司在北美有30個氣門套項目。Rhodia的汽車引擎專家Axel Zschau說：“我們希望目前在美國進(jìn)行的三個先進(jìn)項目能夠在2005～2006年的汽車上出現(xiàn)?！?Technyl A218 MZ15 V25是專門用于氣門套的一種黑色尼龍 66，含15% 礦物質(zhì)和 25% 玻璃。據(jù)說比單純用玻璃增強(qiáng)的尼龍的表面外觀好，抗翹曲性卓越，噪音低。 Rhodia公司率先采用聲學(xué)分析優(yōu)化引擎材料的選擇，公司已經(jīng)向美國推出了兩種用于引擎蓋和定時帶蓋子的流動性增強(qiáng)的尼龍66。 長期向歐洲市場供應(yīng)氣門套用玻纖增強(qiáng)尼龍6和66的Bayer Polymer公司已經(jīng)開始向美國提供原料。Bayer發(fā)現(xiàn)美國對熱塑性塑料氣門套的抵制正在逐漸消退，部分因為改良的墊圈和新技術(shù)的出現(xiàn)增強(qiáng)了熱塑性塑料的抗噪和抗震特性。 復(fù)合材料應(yīng)用加強(qiáng) 與此同時，熱固性塑料供應(yīng)商正在通過進(jìn)一步開發(fā)BMC材料的性能，將該材料在北美氣門套市場的份額擴(kuò)展到20%。DaimlerChrysler公司在該領(lǐng)域的最新創(chuàng)新產(chǎn)品是2004 Durango和Jeep Grand Cherokee L (46 英寸長)氣門套。取代鎂而改用復(fù)合材料做的氣門套由田納西州Paris市Dana公司的密封件分部模制而成。年制造量愈50萬個。復(fù)合材料是Premix公司的含20%玻纖的乙烯基酯 TMC(“厚壁模塑料”，一種BMC的衍生料)。 Premix公司稱，TMC與BMC的不同之處在于TMC具有長玻纖(1英寸.)的3D立體點矩陣，可以保持450F高溫下的良好的機(jī)械性能。Premix公司汽車業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Steve McCormack說：“在極度熱循環(huán)條件下，TMC 比傳統(tǒng) BMC的機(jī)械強(qiáng)度高30%。” 模制成氣門套之后，壁厚由原來的BMC 毫米。 TMC還具有其它的優(yōu)點，包括靜噪性(1 到 2 分貝)。塑料氣門套使用壓入式墊圈，而不是產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)的粘結(jié)式墊圈。TMC的高剛性省卻了尼龍氣門套上的加固筋材，具有防滲漏性。 DaimlerChrysler公司項目經(jīng)理Steve Crawford 說：“TMC的使用為每個氣門套節(jié)省了10美元的成本，使我們在今年的動力系應(yīng)用中成功地節(jié)省了大筆的費用”。他說與金屬材料相比，材料費減少了20%，模具制造費減少了50%，并且省卻了模具樣品的加工。Madison集團(tuán)公司使用它的Cadpress軟件對模內(nèi)流動性和纖維取向進(jìn)行計算機(jī)模擬使這種省卻成為可能。 Premix計劃用SMC取代鋁質(zhì)氣門套用在General Motors公司的在線 V4 LChevrolet輕型汽車的發(fā)動機(jī)上，更進(jìn)一步擴(kuò)展熱固性塑料的應(yīng)用。 同時，Bulk Molding Compounds公司(BMCI)報道說公司為高排量美國產(chǎn)汽車推出了三個 BMC 氣門套項目。其中之一是將在2005車型上使用的注塑氣門套。BMCI公司的管理人員說改良后的BMC縮小了與熱塑性塑料氣門套之間的價格差，同時仍然保持著良好的耐用性。 用于加工進(jìn)氣總管的新材料 玻纖增強(qiáng)尼龍主宰著歐洲AIM市場（占65%的市場份額），在美國占50%的份額。但是其它熱塑性塑料也逐漸得到關(guān)注。 L發(fā)動機(jī)的總管。Avtovaz最近用Dow Automotive公司的Questra N WA973501注塑材料取代了鋁質(zhì)進(jìn)氣總管， Questra N WA973501是35%玻纖增強(qiáng)的尼龍 66 和間規(guī)PS(SPS) 的混合料。 Dow Automotive公司的進(jìn)氣管市場開發(fā)經(jīng)理Jim Cederstrom說：“尼龍 SPS混合料在進(jìn)氣總管、氣門套和裝飾性發(fā)動機(jī)蓋方面有很大的市場潛力”。 Questra N混合料以尼龍 66或6/66化合物作為連續(xù)相，因此保留了尼龍的可加工性和表面外觀。分散相SPS吸濕性小，提高了制品的尺寸穩(wěn)定性和抗翹曲性。 SPS在發(fā)動機(jī)蓋內(nèi)的高溫下也能保持良好的機(jī)械性能。 Avtovaz公司Questra N材料的進(jìn)氣總管重量降低了50%，成本節(jié)省了30%，主要因為部件的一體化。 進(jìn)氣總管模塊的雙殼通過振動焊接組合在一起，但是Dow Automotive公司預(yù)測其專利粘合劑的使用將節(jié)省更多的費用。 生產(chǎn)進(jìn)氣總管的另一種新材料是Solvay公司的Amodel A6135, 一種含35%玻纖的聚鄰苯二甲酰胺(PPA)，用于取代General Motors公司的LS發(fā)動機(jī)的高扭矩的增壓配套元件的鋁質(zhì)進(jìn)氣總管。這種進(jìn)氣總管由密西西比州Ashland市的FuelAirSpark Technologies公司推出，用在Corvette、Camaro和Pontiac Firebird的V8和V6發(fā)動機(jī)上。 Amodel提供165萬psi的彎曲模量，比尼龍66的耐熱性更高，而且在高溫下的抗蠕變性和鋁相同。PPA據(jù)說對機(jī)油、油脂和長壽命冷卻劑也具有卓越的抗性。密歇根州Rochester Hills市的Composite Performance Technologies公司制造的三片式組件僅重11磅，而鋁質(zhì)組件重26磅。 更加光滑的PPA內(nèi)表面也使進(jìn)氣總管的空氣流率提高了25%，馬力等級提高了6% 。塑料車窗技術(shù)Christian Hopmann、Sebstian Goebel、Jan Foster1998年，Smart（精靈）小汽車的問世，使塑料首度成為量產(chǎn)汽車車窗的原料。從此，塑料開始大舉入侵此前一直由玻璃的獨占的車窗材質(zhì)領(lǐng)域。如今，塑料在該領(lǐng)域有三類產(chǎn)品有著顯著發(fā)展： ◆固定式側(cè)窗 ◆透明天窗 ◆后窗組建（如：奔馳C級雙門運動跑車），以及車身上那些有深色玻璃質(zhì)感的配件 塑料制車窗的動機(jī) 雖然塑料代替玻璃用于車窗制造的最初動機(jī)是通過減輕車體重量來降低油耗，但如今，眾多其他因素超越這一原始動機(jī)成為更主要的緣由。汽車的最佳風(fēng)阻和效率的改進(jìn)使得減輕重量對于汽車的影響不再那么明顯。每輛車通過使用塑料而減輕30至40公斤重量所產(chǎn)生的作用還不如降低整車重心和優(yōu)化前后軸負(fù)重分配所產(chǎn)生的效果。這樣就提供了探求汽車最佳的動力學(xué)表現(xiàn)新的資源，并對于在改善安全性的同時提高駕駛樂趣這一方面起到了實質(zhì)性的作用。 另外，塑料相較于玻璃有極大的可塑性，因此有些幾何形狀用塑料可以成形，但對于玻璃甚至在可預(yù)見的將來都難以完成。由于塑料本身較低的硬度，塑料能更好的應(yīng)用于具有顯著結(jié)構(gòu)剛度的復(fù)雜幾何形態(tài)。盡管塑料硬度低，但在安全性方面優(yōu)于玻璃。萬一發(fā)生碰撞，塑料結(jié)構(gòu)能因其更好的沖擊力保持其完整性。若換成玻璃，結(jié)果就相反了（玻璃會本能地破碎）。塑料的這一特性對維持殘存外殼的完整起到了作用。 窗戶具有的低模內(nèi)殘余應(yīng)力以及低分子取向源自于材料、設(shè)計和 工藝技術(shù)的最佳組合，圖片由Battenfeld公司提供塑料的應(yīng)用而帶來的高度功能性整合也作用于汽車部件生產(chǎn)，通常這都需要精確計算。通過塑料特有的結(jié)合技術(shù)諸如多組分注塑成型和搭扣配合等，可以節(jié)省生產(chǎn)線上的裝配步驟直至最終裝配成形。因此，塑料的應(yīng)用提供了巨大潛能，尤其在擾流板和燈的整合方面。 充分開拓這一材料的潛力需要材料開發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)之間最佳相互影響。這幾年來所有的參與者都為此不遺余力，與此同時塑料車窗已在ECE R43認(rèn)證項下應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，因而能夠滿足對于車用玻璃的所有要求。就材質(zhì)而言，聚碳酸酯已證明能達(dá)到特定等級，可以投放市場滿足對安全的特殊要求的應(yīng)用，例如當(dāng)暴露于惡劣氣候下的穩(wěn)定性。它相對于一般所看到的粘結(jié)系統(tǒng)，可以顯示出更高的純度和易加工性能。塑料和比鋼相比的低硬度和更高熱膨脹性的缺點以被用于創(chuàng)新設(shè)計中。 大眾公司的1升的原型車上仍一如既往地采用了輕量化設(shè)計， 照片由大眾公司提供相關(guān)的注模和機(jī)械工藝 車用窗戶的制造對于注模和機(jī)械工藝有相當(dāng)苛刻的要求。為了制造光學(xué)上高質(zhì)量的車窗表面，需要大塊面模具表面拋光并且在制模過程中不能夠有沉積物。由于機(jī)能上的原因，澆口通常采用設(shè)置在長邊，并設(shè)計成為薄膜澆口。充足的尺寸能確保過程穩(wěn)定和高質(zhì)量。與此同時，也有其他解決方法，比如：閥式澆口、點澆口亦相繼應(yīng)用。在壓力注塑中運用收縮邊能確保制模始終緊貼模具，這樣能使成模的表面具有高品質(zhì)。精確且均衡的制模溫度控制以及對于成模均勻的降溫過程對那些需要尺寸精確的低模內(nèi)殘余應(yīng)力產(chǎn)品是必須的首要條件。 光澤且絕對清潔的模具表面是高質(zhì)量模具所必需的，圖片由 Engel提供因為制成品的尺寸要求，模具和機(jī)械間的完全緊密配合至關(guān)重要。這種相互依賴當(dāng)然是取決于所采用的特殊注塑制模過程。對于流動長度/壁厚比率較高的大面積部件，目前采用的有不同的注塑和壓縮技術(shù)。從一方面來講，這樣大大降低了填滿腔體所需的壓力；但從另一面來看，熔融物的抗剪應(yīng)力降低了，這樣將導(dǎo)致分子取向的減弱。基于這一事實，聚碳酸酯以其柔韌性，現(xiàn)在正作為大片窗戶的首選材質(zhì)。最小的分子取向是非常重要的，因為分子取向會使這種材質(zhì)產(chǎn)生不需要的光學(xué)效果——顯著的雙折射。 同樣地，沒有模內(nèi)殘余應(yīng)力在光學(xué)部件中也是需要的，因為這將降低防刮傷涂層的黏附性，這一點非常必要。光學(xué)研究表明注塑壓縮制模相較于傳統(tǒng)注塑制模擁有更好的效果。這也解釋了為什么目前唯有注塑壓縮制模工藝需要在壓縮過程中運用完全平行的壓盤，并且在大塊窗戶上不產(chǎn)生壓力波動。同樣，所有機(jī)械制造者都信賴雙轉(zhuǎn)軸技術(shù)。這樣通過多組分注塑制模能使便宜的產(chǎn)品具有較高的綜合功能。此外，15至20噸的聯(lián)合制模也相應(yīng)地易于處理。 剛?cè)〕瞿＞叩某赡＞獾臏囟确植碱A(yù)示著均衡的模 具溫度，這對于高品質(zhì)的成模非常重要。圖片由Engel提供注塑壓縮制模工藝的準(zhǔn)備 目前基本上有3種不同的注塑壓縮制模工藝正在使用。其中最傳統(tǒng)的注塑壓縮工藝是被稱作長沖程壓縮技術(shù)，它適用于夾具中薄壁部件的。在長沖程壓縮工藝中，大約4毫米厚1000毫米長的注塑壓縮模具腔體打開到大約與部件相等厚度。結(jié)果是在徹底填滿滴劑的過程中需要壓力。隨后，機(jī)械部分的夾具單元封閉那逐漸擴(kuò)張的腔體，并將模具壓縮分布到熔融物上。由于部件尺寸較大又因為窗戶的邊緣澆口需要，在填筑和壓縮過程中產(chǎn)生了必須消除的不勻稱現(xiàn)象。通過這里描述的技術(shù)，可以用平行壓盤控制移動壓盤的方法來實現(xiàn)對四個尖軌連接桿上的液壓缸內(nèi)的壓力調(diào)節(jié)。 另一個以低模內(nèi)殘余應(yīng)力制造窗戶的注塑壓力制模的變體是膨脹壓縮技術(shù)，由KraussMaffei Kunststofftechnik股份有限公司提供（慕尼黑/德國）。在一開始注塑是模具是完全關(guān)閉的，若低于最終所需厚度時也可能關(guān)閉腔體。這種方法的優(yōu)點在于：解決了造成邊緣澆口問題的射流現(xiàn)象。當(dāng)腔體填充完全以后，部件厚度在壓力的控制下隨腔體變大而增加，通過引入額外的熔融物予以一定的壓縮。一旦達(dá)到所需的壓縮時，澆口就關(guān)閉，壓縮力開始生效，來阻止塑料的收縮，就像分布于大面積上的保持壓力。為了精密控制部件成形，夾具單元的沖程必須仔細(xì)監(jiān)控。Freeglass股份有限公司（Schwaikheim/德國）使用這一技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)一系列固定式側(cè)窗和車頂。 內(nèi)應(yīng)力效果圖：注塑壓縮制模測試樣本幾乎無應(yīng)力（左），這證明了該 過程優(yōu)于常規(guī)注塑制模（右），圖片由Engel提供針對與長流程，Battenfeld股份有限公司（Meinerzhagen/德國）與Summerer技術(shù)（Rimsting/德國）合作開發(fā)出IMPmore工藝，并于2003年NPE展上初次對公眾展示?；驹眍愃屏黧w交叉部分的定相擴(kuò)大（phased enlarging of the flow crosssection），這種擴(kuò)大通過腔體的楔形開口實現(xiàn)。傾斜夾具單元的移動壓盤和腔體表面至比模具風(fēng)口前幾度。機(jī)械壓盤的關(guān)閉也延遲到注塑開始后。通過楔形口的變窄，腔體以非常低的壓力罐滿。正如同K2004展覽上所展示的一塊約1平方米的展示窗，這一工藝過程能使大面積窗戶的注塑制模在很低的模具內(nèi)殘余應(yīng)力下得以完成。楔形壓縮口封口和邊緣澆口的結(jié)合會產(chǎn)生模內(nèi)不均勻的開模力。它們在模具中結(jié)合的液壓柱輔助下得以消除，使機(jī)械部分有明顯一致的開模力。機(jī)械連桿在制模過程中從固定壓盤中縮回，產(chǎn)生了良好的通道，使得用機(jī)器人技術(shù)拆下成模部分成為可能。 熔融質(zhì)量是成功的要素 熔融準(zhǔn)備對于高質(zhì)量的成模部件至關(guān)重要。在熔融過程中，特別要注意別面黑斑。適合的螺絲形狀和恰當(dāng)?shù)膯蜗蜷y的選用對此相當(dāng)重要。因為聚碳酸酯有黏附機(jī)械螺絲并將其破壞的傾向，對螺絲的材質(zhì)選擇要加以特別重視。鍍鉻和硬表面螺絲以及表面涂層螺絲已經(jīng)被成功地應(yīng)用。 作為研究項目，Battenfeld股份有限公司（Meinerzhagen/德國），Metaplas Ionon Oberflaechenveredlungstechnik股份有限公司(BergishGladbach)，Ticona股份有限公司（法蘭克福）和Wahl optoparts股份有限公司（Triptis），材料科學(xué)部門，塑料工藝學(xué)院（RWTH大學(xué)和亞琛市），已經(jīng)投資了進(jìn)行了不同的表面涂層的研究以應(yīng)用于制塑部件，提供光學(xué)部件注塑制模所需的穩(wěn)定性。這一項目的宗旨是創(chuàng)造一種適用于任何塑料樹脂的最穩(wěn)定的涂層系統(tǒng)，同時也具有最佳的綜合特性。對于這一目標(biāo)，不同