Legújabb, Mazda által fejlesztett nagyszilárdságú műanyag technológia az új tartóegységeknek –
amely integrált funkcionalitást biztosít
Új moduláris tervezés, amely kulcstényező a tömeg, illetve költségcsökkenés területén
A Mazda Motor Corporation olyan injektáló-öntő eljárást fejlesztett ki, amely nagyszilárdságú műanyag felhasználásával az eddigieknél erősebb, könnyebb és olcsóbb alkatrészek előállítását teszi lehetővé.
A motor előtt-alatt lévő tartók, illetve az ajtók belsejében található tartóelemek – amelyekhez a külső borítást, a hangszórókat, kilincseket, ablakemelő motorját és más egyéb alkatrészeket rögzíthetnek - a Mazda összes új középkategóriás modelljén (Atenza/Mazda 6, amelyeket a Tokyo Motor Show-n mutatott be a Mazda) ebből az új üvegszál erősítéses polipropilén anyagból készülnek, jelentős súlycsökkenést eredményezve. A kisebb súly elősegíti az alacsonyabb hajtóanyag fogyasztást. A Mazda ennek az anyagnak az alkalmazását fokozatosan szeretné kiterjeszteni a teljes modellpalettájára.
„Ennek az új, nagyszilárdságú műanyagnak az alkalmazása lehetővé teszi a Mazda számára, hogy a különböző alkatrészeket kombinálja, illetve feladataikat egyesítse, miközben a jármű súlya és költségei jelentősen csökkennek.” – Mondta Kei Kado a Mazda Research&Development részlegének vezérigazgatója. „Ezen kívül ez az anyag szinte teljesen újrahasznosítható. Az elkövetkező években ezt a technológiát új járművek egész soránál fogja használni a Mazda.”
A szilárdsági követelmények érdekében a fent említett tartóelemek korábbi változatai többnyire üvegszál-erősítéses, hőre lágyuló műanyag alapú polipropilén, vagy préselt acél alkatrészekből készültek. Azonban a présformázás technológiája miatt nehezen lehetett összetett alkatrészeket legyártani, a merevség- és szilárdságnövelés hatékony eszközeként mély bordákat alkalmazni, illetve kis sajtolási vastagságot megvalósítani. Ezen felül kiegészítő műveletet igényelt az élek és nyílások mentén a sorja eltávolítása.
Mindezen korlátok miatt nehéz volt jelentős súly és költségcsökkenést elérni. A tervezők rájöttek, hogy az acél nem megfelelő összetett formák sajtolásához, hiszen a méret, ameddig az összetett alkatrészek egyesíthetőek behatárolt, ami persze szintén akadályozza a költségek csökkentését. Ezzel szemben az injektáló eljárás sokkal nagyobb tervezői szabadságot biztosít, mint a présformázás, ráadásul szükségtelenné válik a sorjázási művelet. Ezt az eljárást eddig nem használták ilyen anyagok előállítására, ugyanis az üvegszál, amit a műanyag megerősítéséhez használnak könnyen megsérülhet az öntés során, lehetetlenné téve a kívánt szilárdsági szint elérését.
Üvegszálas erősítésű polipropilén anyag alkalmazása az Atenza/Mazda 6-on
Azért, hogy csökkenjen az üvegszálak sérülésének lehetősége az öntési folyamat során, a Mazda igen alacsony viszkozitású polipropilén alapú anyagot használ, hogy csökkentse az üvegszálakra ható nyomás nagyságát. Az injektálva öntött alkatrészek szilárdságát tovább növelték egy új típusú, kristályos szerkezetű polipropilén anyagnak a keverékhez adásával. Végül, speciálisan a nagyméretű műanyag alkatrészekhez olyan injektáló - sajtoló eljárást fejlesztettek ki, amely az üvegszálakat kisebb nyomásnak teszi ki, mint a hagyományos eljárások.
Az új eljárással készült alkatrészek szilárdsága háromszorosa a hagyományos -üvegszál erősítéses- polipropilén alkatrészeknek, és kitőnű hőállóságot mutatnak. Az így gyártott alkatrészek szilárdsága meghaladja a sajtolt alkatrészek szilárdságát.
A Mazda új technológiájának fő jellemzői a következők:
(1) Az ütésállóság több mint háromszor akkora, mint a hagyományos üvegszál erősítéses polipropilén anyagoknál. Ennek az anyagnak a motor alatti tartóknál való alkalmazásával a Mazda megnövelte az ütőszilárdságot, illetve lehetővé tette egy olyan szerkezet alkalmazását, amely további védelmet biztosít a hűtő egységnek és az első nyúlványoknak ütközés esetén. Az új anyagnak köszönhetően minden Mazda 6 9 kilogrammal könnyebb, mintha hagyományos anyagból készültek volna az említett alkatrészek.
(2) A szuper alacsony viszkozitású összetevők következtében az önthetőség több mint 30 százalékkal javult a hagyományos üvegszál-erősítéses polipropilén, illetve nylon anyagokéhoz képest. Ezáltal lehetővé vált, hogy összetett alkatrészeket lehessen készíteni, illetve sikerült kisebb öntési vastagságot elérni és csökkenteni az öntési költségeket.
(3) A hosszabb szálakat tartalmazó megerősítéseken, illetve a kristályos szerkezetű polipropilén anyagon keresztül a magas hőmérsékleti (120°) kifáradási szilárdságot kétszeresére növelték a hagyományos üvegszál-erősítéseshez képest. Ez a szilárdság az üvegszál-erősítéses nylonhoz viszonyítva – ami pedig hőállóságáról híres - további 17 százalékkal jobb. Ezáltal az új anyag eddig nem tapasztalt tartósságot és megbízhatóságot biztosít a különböző szerkezeti egységeknél megkövetelt igénynek megfelelően.
(4) A szuper alacsony viszkozitású összetevő megfelelő vastagságot eredményez a különböző termékek kialakítása során. Meggátolja, hogy az üvegszálak kiemelkedjenek a felületből, illetve attraktívabb felületkezelést tesz lehetővé. A hagyományos üvegszál erősítéses műanyagok utólagos festést igényeltek, az új anyag alkalmazásával azonban ez már szükségtelenné válik.
(5) Az alapanyag polipropilén, amely szinte teljesen újrahasznosítható. A fizikai és mechanikai tulajdonságok az újrahasznosítást követően is változatlanok maradnak, hasonlóan a hagyományos üvegszál erősítéses polipropilén anyagokhoz.
Az elkövetkező években több, összetett feladatot is ellátó modul kifejlesztéséhez kívánja ezt az új technológiát felhasználni a Mazda, illetve a már meglévő modelljeinél is alkalmazni szeretné az új eljárást.
