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全塑發動機采用3D打印聚酰胺
2017-11-4 14:54:02
全塑發動機采用3D打印聚酰胺
     在全新前瞻性汽車全塑發動機項目Polimotor-2中，將采用選擇性激光燒結(SLS)工藝(一種三維打印技術)制造發動機的進氣歧管部分。而在這一尖端技術的背后，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定性。 Polimotor-2這個舉世矚目的汽車全塑發動機項目，由傳奇汽車工程師Matti Holtzberg主持設計，旨在開發出新一代汽車全塑發動機，并計劃于2016年最先安裝于賽車中。而索爾維正是該創新項目的主要材料技術供應商。 項目創始人Holtzberg評價道："Polimotor-2延續了上世紀八十年代第一代Polimotor發動機的設計理念，強調采用開創性的聚合物技術，打破汽車的設計常規，徹底改變汽車性能及相關制造工藝。" 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發動機的進氣歧管最初準備沿用第一代發動機進氣歧管的注塑制造工藝，但后來我們發現用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異的可靠性，完全可以經受賽車使用環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，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，就能迅速將數字化設計轉換成真正的零件，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效率。因此此類技術可顯著加快產品投放整車和零部件制造市場的速度。 激光燒結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。由于是逐層連續打印的方式，激光燒結工藝還能輕易實現內部結構和功能要求均很復雜的零部件。 索爾維工程塑料Sinterline項目總監Dominique Giannotta表示："作為首款專為選擇性激光燒結工藝設計的聚酰胺6粉末，Sinterline系列材料能實現各種前衛設計，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又向前推進了一大步。而這一尖端技術在Polimotor-2發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新的有力證明，同時彰顯出這種先進材料在攻克商業化汽車與賽車設計難題方面的巨大潛力。" 汽車進氣歧管是實現氣流在發動機進氣口和氣缸之間均勻分布的加壓結構部件。Polimotor-2發動機的進氣歧管與目前已經工業化生產的、采用聚酰胺材料注塑成型的傳統汽車進氣歧管類似：壁厚為2-3毫米，能經受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金屬渦輪增壓發動機中高達250°F(121°C)的熱輻射溫度下亦表現出穩定的性能。需要說明的一點是：由于Polimotor-2發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)。 極具創新意義的Polimotor-2項目致力于開發一款全塑料的頂置雙凸輪四缸發動機，重量約為138-148磅(63-67公斤)，較典型的傳統汽車發動機減輕約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還將應用于這一開創性項目中數十個其他零部件，包括水泵、油泵、進水口/出水口、節流閥體、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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