3M™ Skleněné mikrokuličky pro automobilový průmysl
Nižší hmotnost, větší síla
Skleněné mikrokuličky 3M představují výjimečně lehké aditivum vysoce odolné tlaku vyrobené z voděodolného a chemicky stabilního sodno-boro-křemičitého skla. Používají se k výrobě nejrůznějších automobilových součástek včetně termoplastů, kompozitních materiálů SMC a BMC, ochranných vrstev na podvozkové komponenty i konstrukčních pěn a výplní. Snižují hmotnost, zlepšují směrovou stabilitu, snižují celkovou cenu materiálů a přinášejí řadu dalších výhod.
Příklady použití
Výplně víka zavazadlového prostoru
Rámy střešních oken Stínítka střešních oken
Části interiérů a přístrojových panelů Vzduchová sací potrubí
Utěsňování spár
Volanty Lopatky a kryty ventilátorů
Zesílení mřížek chladiče
Výlisky na bočních částech karoserií
Překlápěcí ventily a plováky v palivových nádržích
Vnější díly karoserií
Konstrukční pěny
Kryty motorů
Ochranné vrstvy podvozků
Reflektory světlometů Pneumatiky
Komponenty čela karoserie
Duté skleněné mikrokuličky mají ve srovnání s tradičními výplňovými materiály či lamináty mnoho předností. Jejich kulový tvar pomáhá snižovat spotřebu pojiv v mnoha aplikacích. Kromě toho vytvářejí efekt kuličkového ložiska, čímž vylepšují tekutost a usnadňují napouštění plnicích materiálů. Skleněné mikrokuličky mohou zamezit deformacím a smršťování materiálů, a naopak zlepšit směrovou stabilitu a snížit celkové výrobní náklady. Vzhledem k nízké hustotě se díky mikrokuličkám snižuje hmotnost součástek.
Nižší
hmotnost,
větší síla
2
VSTŘIKOVANÉ TERMOPLASTY 3M nabízí širokou škálu mikrokuliček s vysokou pevností
Doporučené výrobky:
a nízkou hustotou, které odolají velké zátěži při míchání
3M™ Performance Additives iM30K
při zpracovávání plastů. Nové přísady řady 3M™ Performance
3M™ skleněné mikrokuličky S60HS and K46
a vstřikování. Výborně odolávají vysokým tlakům běžným Additives iM30K vydrží až 210 MPa, a přitom mají při velikosti 17 mikronů hustotu pouze 0,60 g/cm3.
Vzhledem k vysokému poměru pevnosti ke hmotnosti se dají
mikrokuličky bez problémů použít při vstřikování i vytlačování, a velmi dobře se hodí k plynulé regulaci hustoty materiálu dle
potřeby. Na rozdíl od běžných plniv tak umožňují vyrábět lehčí a homogennější součástky z ABS, acetálu, nylonu a dalších termoplastů.
Kromě toho termoplasty, které jsou plněné skleněnými
mikrokuličkami 3M, vykazují sníženou tepelnou roztažnost,
deformaci a smršťování. Zároveň zlepšují směrovou stabilitu výrobků.
Vliv povrchové úpravy na mechanické vlastnosti
Dva významní výrobci termoplastů měli za cíl vyrobit součástku o přísné rozměrové toleranci, s hustotou kolem 0,8 g/cm3, aby byla lehčí než benzin. Řešením byla směs nylonu 6,6 a skleněných mikrokuliček 3M S60HS s objemovým poměrem 50 %. Mikokuličky 3M bez problémů vydržely zatížení při míchání a vstřikování, při tlacích až 110 MPa.
Vliv vysoce odolných skleněných mikrokuliček 3M na snížení hmotnosti systém 33/67 skleněné vlákno (SV)/nylon 66 0
33 % SV 67 % Nylon
2
1,36
4
31 % SV 64 % Nylon
1,32
6 8
30 % SV 60 % Nylon
1,28
10 12
1,24
14
28 % SV 57 % Nylon
1,20
16 18
26 % SV 53 % Nylon
1,16 0
5
10
15
Snížení hmotnosti v %
1,40
Hustota součástky (g/cm3)
Vysoce pevné skleněné mikrokuličky 3M snižují hmotnost součástek a zároveň zlepšují jejich mechanické vlastnosti, například směrovou stabilitu.
Případová studie:
20
20
Obsah skleněných mikrokuliček – hmotnostní zlomek v % S60HS/iM30K
S60HS s povrchovou úpravou / iM30K s povrchovou úpravou
Vliv povrchové úpravy na mechanické vlastnosti 120 100 80
450 % 40 %
60 40 20 0
Izodova zkouška vrubové houževnatosti (ft lb/inch) 100 % nylon 66
Pevnost v tahu (MPa) 20 % S60HS
Pevnost v ohybu
Protažení
Modul tažnosti
Modul ohybu
(MPa)
(%)
(MPa)
(MPa)
20 % S60HS impreg. silanem
20 % iM30K
20 % iM30K impreg. silanem
3
Případová vyšší Účinnost, NIŽŠÍ NÁKLADY studie: Projekt Skleněné mikrokuličky 3M s vysokou pevností výrazně snižují vývoje Součástek spotřebu pojiv, zkracují výrobní cykly a zároveň omezují množství přístrojové odpadu i potřebu dalšího zpracování výlisků. Díky tomu mohou desky pro výrobci automobilových součástek, Tier 1 a další dodavatelé, snížit celkové výrobní náklady a zároveň zvýšit výrobní kapacitu Hyundai Mobis V rámci projektu vývoje komponent přístrojové desky pro Hyundai Mobis nedávno skončila devatenáctiměsíční série testů, jejímž cílem bylo porovnat parametry směsi PC/ABS s novým polypropylenovým materiálem plněným přísadou 3M iM30K. Materiál je určen k výrobě nosných komponentů přístrojových panelů. Jak uvádí pan S. Ka, člen vývojového týmu projektu, přísady 3M iM30K prokázaly celou řadu důležitých výhod. „Hledali jsme takový materiál, který by nám umožnil snížit celkovou hmotnost a výrobní náklady základních součástí přístrojové desky,“ vysvětluje. Polypropylen s aditivem 3M iM30K byl o 16,8 % lehčí a výsledné výrobky jsou o 50 % levnější než tradiční nosné díly z PC/ABS. „Navíc jsme zaznamenali lepší tekutost materiálu než v případě PC/ABS a lepší rozměrovou stabilitu ve srovnání se současným polypropylenem plněným mastkem.“
a produktivitu práce. Vysoce pevné skleněné mikrokuličky 3M nacházejí široké uplatnění při výrobě termoplastových součástek, které mají nahradit kovové komponenty pohonného systému, interiéru i karoserií. Hodí se i pro další náročné aplikace ke snížení hmotnosti a zabránění rizika koroze.
Snižování spotřeby paliva a dopadů na životní prostředí se skleněnými mikrokuličkami 3M Může mít snížení hmotnosti vozidla, způsobené použitím skleněných mikrokuliček 3M, výrazný vliv na spotřebu paliva a zároveň na produkci skleníkových plynů? Uvažme následující situaci: V roce 2005 spotřebovali výrobci automobilů v západní Evropě přibližně 3,1 milionu tun plastů k výrobě 18 362 milionů osobních a lehkých nákladních automobilů. To představuje asi 169 kg plastů na vozidlo. Podle německé publikace „SWR-ARD Ratgeber Auto“ zvyšuje každých 100 kg hmotnosti vozidla spotřebu o 0,6 l/100 km. Kdyby se při výrobě všech plastových součástek použily skleněné mikrokuličky o hustotě 0,6 g/cm3, znamenalo by to snížení hmotnosti plastů o 20 % a snížení hmotnosti každého vozu o 33,8 kg. Vyjdeme-li pak z průměrné spotřeby 7,8 l/100 km, dojdeme k úspoře paliva asi o 2,6 % a k odpovídajícímu snížení emisí CO2. To je dobrá zpráva pro zákazníka i pro životní prostředí.
4
KOMPOZITNÍ MATERIÁLY SMC A BMC Reflektorová sestava vyrobená ze standardního SMC
Cena součástky: 0,70 USD/lb SMC x 10 lb/součástka
10 liber V závislosti na typu váží skleněné kuličky 3M od 4 do 14 % hmotnosti běžného plniva s uhličitanem vápenatým, a přesto dokážou vydržet výrobní tlaky od 15 do 45 MPa.
7 USD/součástka
Reflektorová sestava vyrobená s použitím skleněných mikrokuliček 3M
7
liber
Cena součástky: 1,00 USD/ lb SMC x 7 lb/součástka
Doporučené výrobky: Skleněné mikrokuličky 3M S32, K37, S38, K46
Nový způsob výpočtu receptur pro SMC V recepturách pro SMC se tradičně uvádí hmotnostní poměry jednotlivých složek nebo množství dílů ke sto dílům pojiva. Pokud nahrazujeme uhličitan vápenatý lehkými vysoce účinnými plnivy, jako jsou skleněné mikrokuličky 3M, nemusí takový způsob výpočtu vyhovovat.
Kilogram skleněných mikrokuliček 3M má například sedmkrát větší objem než kilogram křídy. Pokud byste tedy Skleněné mikrokuličky 3M jsou při výrobě kompozitních místo křídy použili skleněné materiálů SMC, BMC i dalších plastů vysoce účinnou alternativou kuličky o stejné hmotnosti, výrazně by se snížil objemový ke standardním plnivům. poměr všech ostatních složek.
7 USD/součástka
Skleněné mikrokuličky 3M již přes 25 let prokazují svoji schopnost snižovat hustotu materiálů používaných k výrobě takových součástek, jako jsou dveře, nárazníky, protihlukové kryty a stínítka střešních oken až o 45 %. Všechny materiály si přitom uchovávají požadované mechanické vlastnosti.
Nízká cena za kg nemusí být vždy výhodná
Správného poměru dávkování pojiva, plniva a stabilizátoru dosáhneme tak, že budeme v recepturách uvádět objemové místo hmotnostních poměrů. Výsledkem budou odlehčené výrobky, které si přitom zachovají požadované mechanické vlastnosti v přípustných mezích.
Nenechte se zmást údaji o nízké ceně za kg. Při použití skleněných mikrokuliček 3M můžete snížit hmotnost výrobku, aniž by se při tom zvýšila jeho cena.
5
Doporučené výrobky:
Plastisoly
Skleněné mikrokuličky 3M VS5500 & K46
používaných k ochraně podvozku a k zakrývání svarů. Přispívají
Skleněné mikrokuličky 3M snižují až o 50 % hmotnost plastisolů tak ke snížení celkové hmotnosti vozidla a pomáhají splnit stále náročnější normy CAFE. V mnoha aplikacích lze nahrazením konvenčních plniv skleněnými mikrokuličkami 3M dosáhnout snížení nákladů o 15 až 20 %.
Snížení nákladů na dodržování norem Podle norem na ochranu životního prostředí jsou výrobci automobilů v mnoha částech světa povinni snižovat spotřebu PVC, tvořícího hlavní složku plastisolů. Aby bylo možno normám vyhovět, přecházejí výrobci k používání nákladnějších pojiv, například akrylových. Mikrokuličky 3M mohou pomoci minimalizovat ekonomický dopad této změny tím, že se při jejich použití sníží objem potřebného pojiva. Přirozená tvrdost skleněných mikrokuliček 3M (srovnatelná s tvrdostí křemene) zajišťuje vynikající odolnost vůči poškrábání a vylamování. Díky kulovému tvaru na sebe kuličky v plastisolové vrstvě těsně přiléhají, čímž pomáhají bránit průniku materiálů způsobujících korozi.
6
Rozhodnete-li se pro skleněné mikrokuličky 3M, získáte víc
než jen kvalitní plnivo. Získáte přístup k širokým technickým
a marketingovým zdrojům, jež 3M nabízí svým zákazníkům po
celém světě. 3M nabízí pomoc se sestavením receptur, optimalizací
procesů, znalostí požadavků na jednotlivé výrobky a řešením problémů přímo v místě vašeho provozu. Prostřednictvím našich místních
zastoupení se postaráme o technickou koordinaci i o hladké fungování dodavatelského řetězce ve všech světových regionech.
Pro 3M je spolupráce s výrobci automobilů prioritou, a proto vám
nabízí větší podporu při vývoji vašich nových výrobků a více možností
při vývoji efektivních a ziskových řešení pro vaše zákazníky.
Širší výběr, více možností
Použito se svolením AP Plasman
7
Pro automobilový průmysl nabízíme: Průmyslové pásky a lepidla Brusné a lešticí systémy Filtrační materiály Ochranné a dekorační fólie Akustické izolační materiály Fluoropolymery DyneonTM Ochranné pomůcky Elektroizolační materiály Rohože a protiskluzové pásky
Váš distributor:
Důležité upozornění pro zákazníky: Informace uvedené v této publikaci se zakládají na výsledcích testů, které považujeme za spolehlivé. Výsledky, jichž dosáhnete vy sami, se mohou od publikovaných lišit v závislosti na typu testu a na konkrétních podmínkách. Výsledky musíte sami vyhodnotit a rozhodnout se, zda výrobek vašim potřebám vyhovuje. Jelikož podmínky, za nichž se náš produkt používá, jsou mimo naši kontrolu a v mnoha případech se velmi liší, budou se nároky z titulu odpovědnosti za vady v případě poskytnutí záruky řídit vždy příslušnými záručními podmínkami společnosti 3M Česko, spol. s r.o., a dále příslušnými právními předpisy, tj. zákonem č. 513/1991 Sb., Obchodním zákoníkem, v platném znění.
Speciální materiály
3M Česko, spol. s r. o. Vyskočilova 1 140 00 Praha 4 tel.: +420 261 380 111 e-mail:
[email protected] www.3M.cz/specialnimaterialy
3M je ochrannou známkou společnosti 3M. Prosím recyklujte. Tištěno v ČR. © 3M 2007. Všechna práva vyhrazena.
