A Fakuma 2015 (dal 13 al 17 ottobre a Friedrichshafen), DuPont Performance Polymers (DPP) ( Stand 4201, Padiglione B4) ha mostrato come le avanzate capacità anisotrope di modellazione con ingegneria assistita dal calcolatore (CAE) prevedono con elevata precisione le prestazioni di componenti automobilistici quali i supporti motore realizzati con la resina poliammidica DuPontTM Zytel®.
I supporti motore strutturali o staffe, che stabilizzano e allineano il motore, sono stati sviluppati in stretta collaborazione con ElringKlinger e Daimler AG in un lasso di tempo molto breve. Questo ha favorito un ciclo di sviluppo ridotto in confronto a quello per la produzione di pezzi standard in alluminio realizzati con la pressofusione, oltre che una riduzione dei costi.
Le materie plastiche aiutano a ridurre il consumo di carburante e migliorare il comfort alla guida e la sicurezza
Dato che il componente deve sopportare elevati carichi statici e sollecitazioni della coppia motrice, il team ha deciso di utilizzare, in sostituzione al metallo, Zytel® PA66 rinforzato con fibra di vetro e stabilizzato al calore.
Oltre alle sue capacità di assorbimento di rumore, vibrazioni e ruvidezza (NVH), questo grado ottimizzato del nylon Zytel® ha offerto il mix giusto di robustezza, rigidità oltre che resistenza a scorrimento, deformazione e fatica per far fronte a carichi e sollecitazioni. Confrontato al metallo, un ulteriore vantaggio di Zytel® è costituito dalla bassa conduttività del calore che consente di ridurre l’invecchiamento del pezzo e dei componenti adiacenti.
Ingegneria di simulazione tramite calcolatore
DuPont utilizza la modellazione micro-meccanica avanzata dei materiali con DigimatTM, al fine di ottimizzare l’analisi agli elementi finiti realizzati con materiali rinforzati con fibra di vetro, analizzare accuratamente i cambi locali nelle proprietà dei materiali e identificare qualsiasi debolezza strutturale nella progettazione. Di conseguenza, e come previsto dalla condivisione di dati precedente il test reale del componente, i supporti motore in plastica validati da Daimler AG sono in grado di sostituire completamente il metallo, e offrono un superiore attutimento del rumore, oltre che effetti positivi sul consumo di carburante, comfort alla guida e sicurezza.
“Le nostre capacità predittive sono diventate parte della nostra competenza nello sviluppo di applicazioni,” spiega Patrick Cazuc, Global Automotive Manager, DuPont Performance Polymers. “Dobbiamo essere in grado di aiutare a validare le soluzioni progettuali per ridurre i costi e i tempi fino alla commercializzazione.”
“È fondamentale poter dar fiducia all’ingegneria assistita dal calcolatore per evitare di trovarsi di fronte a ritardi e disfunzionamenti in fase di sviluppo e di test del nostro motore. DuPont ha provato e dimostrato la sua capacità durante lo sviluppo del supporto motore. Non abbiamo avuto nessuna brutta sorpresa durante tutto il processo: modellazione CAE, test del componente, delle vibrazioni e su strada; le prestazioni del pezzo hanno coinciso con le previsioni. Di conseguenza, siamo stati in grado di validare il componente realizzato con Zytel® avendo piena fiducia nelle sue prestazioni durante l’uso.” ha commentato Gernot Kurtzer, Engineering Manager di Daimler AG.
ElringKlinger, società globale protagonista nella fornitura di gruppi propulsori e di componenti ha avuto un ruolo chiave nel progetto, lavorando a stretto contatto con Daimler AG e DuPont al fine di ottimizzare il design del componente progettato con la plastica invece del metallo. L’azienda ha sviluppato uno stampo per sfruttare le migliori caratteristiche del polimero Zytel®, ha progettato i processi di produzione e controllo qualità e ha gestito i primi test di questo importante componente.
“Uno dei vantaggi chiave di lavorare con DuPont è stata l’inusuale apertura e trasparenza nella condivisione dei dati e delle conoscenze per assicurare i migliori risultati possibili. Siamo stati in grado di applicare la modellazione avanzata dei materiali, un’attività realizzata internamente da DuPont, per prevedere il comportamento della plastica durante lo stampaggio a iniezione e durante i crash test del componente, prima che Daimler AG conducesse i propri test. Questo ci ha consentito di progettare uno stampo ottimizzato per tale materiale, di progettare degli inserti in metallo necessari all’integrità della geometria del componente, oltre che di diminuire i tempi della prototipazione.” ha dichiarato Klaus Bendl, Global Development Manager di ElringKlinger AG.