Karcsúsító tabletta autókhoz és gépekhez

Az autóipar és a repülőgépipar a mozgatórugó a szálerősítésű alkatrészek használatában. A gépgyártók azon is dolgoznak, hogy a fém alkatrészeket könnyebb, kompozitokból készült alternatívákkal cseréljék ki. Van azonban néhány akadály, amelyet le kell győzni.

Tavaly ősszel a Német Mérnöki Szövetség (VDMA) Kompozit Technológiai Fóruma meghívott az első kiterjedtebb események egyikére a „Kompozitok a gépgyártásban” témában. Az esemény során az ipar és a kutatás szakértői elmondták tapasztalataikat a hagyományos acél vagy alumínium alkatrészek könnyű szálerősítésű műanyagokból (FRP) készült alkatrészekkel való cseréjében.

A szándék nem azon az általános tendencián alapul, hogy mindent lehet gyártani szén- vagy üvegszállal erősített műanyagból (CFRP vagy GFRP), hanem nagyon megalapozott okai vannak: mindenekelőtt a könnyű anyagból készült mozgó gépalkatrészeket is be lehet vonni, különös tekintettel a CFRP-re a szokásos hajtások gyorsabban és dinamikusabban mozgathatók, ezáltal a gép termelékenyebbé válik, vagy kisebb motorok használhatók ugyanazokra a mozgási jellemzőkre, mint amilyeneket a szokásos gépkialakítással érnek el. Természetesen ez segít megtakarítani az energiát. Végül, de nem utolsósorban, a kompozitokból készült gépalkatrészek (amelyeket például maróközpontban használnak) sokkal kevésbé szenvedik a hőtágulás hatásait, és ezért alig változtatják meg viselkedésüket, amikor a megmunkálási folyamat során a hőmérséklet emelkedik - a gép így precízen dolgozik széles hőmérsékleti tartományban, anélkül, hogy az alkatrész minőségét vesztené félni kell. Ezzel elkerülhető a selejt vagy az újrafeldolgozás - különösen összetett alkatrészek gyártásakor.

A tervezőknek meg kell tanulniuk gondolkodni "kompozitok"

Prof. Dr. Helmut Schürmann, a TU Darmstadt munkatársa további előnyökkel bővült: a CFRP olyan jól csillapítja a rezgéseket, hogy a gépgyártók például sokkal hosszabb ideig tudnak rácsokat vagy hosszú síneket építeni anélkül, hogy elérnék az alkatrész természetes frekvenciáját. Schürmann azonban úgy látja, hogy a tiszta CFRP alkatrészek még messze vannak a magas ár miatt. Az egyszerű profilokat, például tengelyeket vagy csöveket azonban olcsón lehet gyártani, és acél vagy alumínium interfészek segítségével a gépben megvalósítani. Az FRP és a fém alkatrészek közötti erők biztonságos és fáradtságmentes bevezetése azonban bizonyos nehézségeket okoz. Mivel a kompozitok még mindig viszonylag fiatal anyagcsoportok, a professzor a szaktervezők képzésének támogatását is támogatja.

"A tervezés szempontjából csak az tudja kihasználni az adott alkalmazás teljes FRP-potenciálját, aki képes" kompozitokban gondolkodni "- mondta Schürmann. Amit ideálisan lehet elérni, azt illusztrálta, összehasonlítva egy klasszikus helikopter bonyolult rotoragyát vezérlő rudakkal, csavarokkal és számtalan egyéb mozgatható fém alkatrésszel, valamint az Eurocopter technológiáját, amely csak néhány részből áll: A repülési mozgásokat nem vezérlő rudakon keresztül hajtják végre, hanem megindult az összetett részek rugalmas alakváltozása. Ezenkívül még mindig vannak hiányosságok az ütközési viselkedés, a csillapítás és az anyagfáradási folyamat előrejelzésében szimulációs lehetőségek segítségével, ahogy Schürmann hozzátette.

Dr. Markus Lang (a Voith Composites) dióhéjban fogalmazott: Mielőtt egy vállalat bevált alkatrészeket cserélne FRP alkatrészekre, gondosan meg kell vizsgálni a költség-haszon arányt. Noha a merev és erős könnyű szerkezetek szintén érdeklik a gépgyártókat, a korrózióállóság, az alacsony hőtágulás, az "intelligens" funkciók integrálása és a kopásállóság további előnye, hogy a kompozitok játékba lépnek.

Kompozit vásár új fókusszal

Vásári metamorfózis! A "Composites Europe" kifejezésből "Composites for Europe" lesz