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近日,全球高端聚酰胺解決方案領(lǐng)導者索爾維工程塑料宣布,將在全新的前瞻性汽車全塑發(fā)動機項目Polimotor-2中采用選擇性激光燒結(jié) (SLS)工藝(一種三維打印技術(shù))制造發(fā)動機的進氣歧管部分。
索爾維汽車全塑發(fā)動機項目取得突破
Polimotor-2這個舉世矚目的汽車全塑發(fā)動機項目,由傳奇汽車工程師Matti Holtzberg主持設計,旨在開發(fā)出新一代汽車全塑發(fā)動機,并計劃于2016年最先安裝于賽車中。而索爾維正是該創(chuàng)新項目的主要材料技術(shù)供應商。
而在這一尖端技術(shù)的背后,索爾維提供的Sinterline® Technyl®聚酰胺6(PA6)粉末功不可沒。該材料中含有的40%玻璃微珠,能有效提高零部件的尺寸穩(wěn)定性。
項目創(chuàng)始人Holtzberg評價道:“Polimotor-2延續(xù)了上世紀八十年代第一代Polimotor發(fā)動機的設計理念,強調(diào)采用開創(chuàng)性的聚合物技術(shù),打破汽車的設計常規(guī),徹底改變汽車性能及相關(guān)制造工藝。” Holtzberg同時還擔任總部位于美國佛羅里達州西棕櫚海灘的Composite Castings公司的總裁。他補充說:“Polimotor-2發(fā)動機的進氣歧管最初準備沿用第一代發(fā)動機進氣歧管的注塑制造工藝,但后來我們發(fā)現(xiàn)用 Sinterline® Technyl®聚酰胺6材料通過三維打印工藝制造出的進氣歧管具有更加優(yōu)異的可靠性,完全可以經(jīng)受賽車使用環(huán)境中的各種嚴苛考驗。”
基于索爾維Technyl®聚酰胺系列特有的樹脂化學技術(shù),Sinterline®聚酰胺6粉末材料專門應用于各種適合三維打印工藝的聚酰胺塑料件的制造。選擇性激光燒結(jié)等三維打印工藝無須預先制作模具或原型件,就能迅速將數(shù)字化設計轉(zhuǎn)換成真正的零件,從而大幅縮短了設計周期并減少了加工成本,有效提高了整體生產(chǎn)效率。因此此類技術(shù)可顯著加快產(chǎn)品投放整車和零部件制造市場的速度。
激光燒結(jié)工藝通過高精度激光掃描儀來施加能量,逐層對Sinterline® Technyl®聚酰胺6粉末進行熔合,最終形成功能出色的三維立體零部件,并具有極強的機械性能和耐熱性能。由于是逐層連續(xù)打印的方式,激光燒結(jié)工藝還能輕易實現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能要求均很復雜的零部件。
汽車進氣歧管是實現(xiàn)氣流在發(fā)動機進氣口和氣缸之間均勻分布的加壓結(jié)構(gòu)部件。Polimotor-2發(fā)動機的進氣歧管與目前已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的、采用聚酰胺材料注塑成型的傳統(tǒng)汽車進氣歧管類似:壁厚為2-3毫米,能經(jīng)受2-4 bar的正壓。
采用Sinterline® Technyl®聚酰胺6粉末打印而成的零部件在傳統(tǒng)金屬渦輪增壓發(fā)動機中高達250°F(121°C)的熱輻射溫度下亦表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。需要說明的一點是:由于Polimotor-2發(fā)動機的主要零部件均由低導熱塑料制成,因此其進氣歧管周圍的溫度相對較低,一般為 150-200°F(66-93°C)。
極具創(chuàng)新意義的Polimotor-2項目致力于開發(fā)一款全塑料的頂置雙凸輪四缸發(fā)動機,重量約為138-148磅(63-67公斤),較典型的傳統(tǒng)汽車發(fā)動機減輕約90磅(41公斤)。除目前已成功應用的進氣歧管以外,索爾維的先進聚合物技術(shù)還將應用于這一開創(chuàng)性項目中數(shù)十個其他零部件,包括水泵、油泵、進水口/出水口、節(jié)流閥體、油??軌等高性能配件。其他用于該項目的索爾維聚合物包括Amodel®聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、 KetaSpire®聚醚醚銅(PEEK)、AvaSpire®聚芳酮醚(PAEK)、Radel®聚苯砜(PPSU)、Ryton®聚苯硫醚(PPS) 以及Tecnoflon®VPL含氟彈性體。
Polimotor-2 全塑發(fā)動機的進氣歧管采用索爾維工程塑料高性能Sinterline® Technyl®聚酰胺6粉末通過三維打印制成。作為針對三維打印工藝的專用材料,索爾維的Sinterline® Technyl®聚酰胺6粉末材料技術(shù)可以實現(xiàn)注塑成型所不能實現(xiàn)的各種復雜設計,同時增強零部件的性能表現(xiàn)并提高設計和生產(chǎn)效率。索爾維是 Polimotor-2的主要材料贊助商,Polimotor-2由傳奇汽車工程師Matti Holtzberg主持設計,旨在開發(fā)出新一代汽車全塑發(fā)動機,并計劃于2016年開始匹配于賽車中。
索爾維工程塑料Sinterline項目總監(jiān)Dominique Giannotta表示:“作為首款專為選擇性激光燒結(jié)工藝設計的聚酰胺6粉末,Sinterline®系列材料能實現(xiàn)各種前衛(wèi)設計,同時制成的部件性能可與聚酰胺注塑成型件相媲美,這無疑將三維打印技術(shù)又向前推進了一大步。而這一尖端技術(shù)在Polimotor-2發(fā)動機中得到了應用驗證,這也是對索爾維工程塑料多年來堅持積極創(chuàng)新的有力證明,同時彰顯出這種先進材料在攻克商業(yè)化汽車與賽車設計難題方面的巨大潛力。”