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全塑發(fā)動機(jī)采用3D打印聚酰胺
2017-11-4 14:54:02
全塑發(fā)動機(jī)采用3D打印聚酰胺
     在全新前瞻性汽車全塑發(fā)動機(jī)項目Polimotor-2中，將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(jī)的進(jìn)氣歧管部分。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。 Polimotor-2這個舉世矚目的汽車全塑發(fā)動機(jī)項目，由傳奇汽車工程師Matti Holtzberg主持設(shè)計，旨在開發(fā)出新一代汽車全塑發(fā)動機(jī)，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(yīng)商。 項目創(chuàng)始人Holtzberg評價道："Polimotor-2延續(xù)了上世紀(jì)八十年代第一代Polimotor發(fā)動機(jī)的設(shè)計理念，強(qiáng)調(diào)采用開創(chuàng)性的聚合物技術(shù)，打破汽車的設(shè)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(dān)任總部位于美國佛羅里達(dá)州西棕櫚海灘的Composite Castings公司的總裁。 他補充說："Polimotor-2發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管最初準(zhǔn)備沿用第一代發(fā)動機(jī)進(jìn)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(jìn)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(yán)苛考驗。" 基于索爾維Technyl聚酰胺系列特有的樹脂化學(xué)技術(shù)，Sinterline聚酰胺6粉末材料專門應(yīng)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(yù)先制作模具或原型件，就能迅速將數(shù)字化設(shè)計轉(zhuǎn)換成真正的零件，從而大幅縮短了設(shè)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(jìn)行熔合，最終形成功能出色的三維立體零部件，并具有極強(qiáng)的機(jī)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(fù)雜的零部件。 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(shè)計的聚酰胺6粉末，Sinterline系列材料能實現(xiàn)各種前衛(wèi)設(shè)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(jìn)了一大步。而這一尖端技術(shù)在Polimotor-2發(fā)動機(jī)中得到了應(yīng)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(jìn)材料在攻克商業(yè)化汽車與賽車設(shè)計難題方面的巨大潛力。" 汽車進(jìn)氣歧管是實現(xiàn)氣流在發(fā)動機(jī)進(jìn)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(jī)的進(jìn)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(jìn)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(jī)中高達(dá)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(jī)的主要零部件均由低導(dǎo)熱塑料制成，因此其進(jìn)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(jī)，重量約為138-148磅(63-67公斤)，較典型的傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)減輕約90磅(41公斤)。除目前已成功應(yīng)用的進(jìn)氣歧管以外，索爾維的先進(jìn)聚合物技術(shù)還將應(yīng)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(jìn)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。
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