Poliammidi studiate per i condotti dell’aria dei moderni motori auto

Le prescrizioni normative relative alla riduzione del consumo di carburante e della produzione di emissioni stanno obbligando l’industria automobilistica ad agire in molti paesi. Oltre a sviluppare motori alternativi, l’ottimizzazione dei tradizionali motori a combustione continua a rappresentare un fattore chiave. Il downsizing causa un aumento di pressione e temperatura, soprattutto nei componenti che portano aria dietro al turbocompressore. Basf sta rispondendo a questa evoluzione nella progettazione dei motori con un solido portafoglio di gradi PA6 e PA66 che soddisfano le più esigenti richieste relative a materiali, proprietà meccaniche e resistenza alle temperature. Lo presenterà alla fiera K di Düsseldorf, dal 19 al 26 ottobre 2016, presso il proprio stand C21/D21, nel padiglione 5.

A seconda del polimero di base e del sistema di stabilizzazione, i materiali sono resistenti all’invecchiamento termico fino a 220°C e mostrano un’eccellente pressione di scoppio e forza di saldatura. Ciò significa che allo sviluppatore del pezzo finale viene fornito il materiale ottimale per ciascuno dei diversi componenti presenti nel condotto dell’aria di sovralimentazione, garantendo al contempo indubbi vantaggi economici. I gradi selezionati si basano su specifiche utilizzate a livello globale, presentano proprietà uniformi e una qualità costante.

Per i diversi requisiti di temperatura del condotto dell’aria di sovralimentazione, la gamma delle poliammidi Basf comprende i gradi PA6, PA66 e PA66/6 con un contenuto di fibre di vetro compreso tra il 30 e il 50%. Al portafoglio è stato appena aggiunto anche Ultramid B3WG6 GPX, una PA6 con il 30% di fibre di vetro che resiste alle alte temperature, fino a 180°C e, per tempi brevi, anche fino a 200°C. Grazie all’eccellente resistenza alla pressione di scoppio e all’elevata forza di saldatura, è adatta per i collettori d’aspirazione dell’aria composti da varie parti.

Il limite superiore della gamma di temperature viene coperto da Ultramid Endure, una speciale poliammide che sopporta temperature di utilizzo costanti di 220°C e picchi fino a 240°C. I gradi Ultramid Endure D3G7 e D3G10, rinforzati rispettivamente con il 35% e il 50% di fibre di vetro, sono poi adatti per lo stampaggio a iniezione. Sono stati testati per l’utilizzo nei collettori d’aspirazione dell’aria dei motori diesel turbocompressi, nei risuonatori e nei sensori. Ultramid Endure D5G3 BM (con il 15% di fibre di vetro) è invece adatto al soffiaggio e viene utilizzato da noti OEM per i tubi di sovralimentazione.

Riguardo alle temperature comprese tra 180°C e 210°C, il portafoglio comprende una PA66 con migliore stabilizzazione termica. Sono inclusi, inoltre, Ultramid A3W2G6 fino a G10 (rinforzati con fibre di vetro dal 30 al 50%) per temperature fino a 190°C, adatto per esempio alle terminazioni del sistema di raffreddamento dell’aria di sovralimentazione, e il nuovo Ultramid A3W3G7, per temperature fino a 210°C.

Oltre alla tradizionale conservazione dei campioni di prova standard in armadio riscaldante, che offre buone indicazioni per la scelta dei materiali, anche i test dinamici e sul componente giocano un ruolo sempre più importante. Questi comprendono test di resistenza a fatica su barre di trazione sottoposte a sollecitazioni diverse, che consentono di determinare la pressione di scoppio dei corpi cavi saldati, e test a pressioni alternate e temperature applicative diverse.

I componenti saldati vengono impiegati frequentemente nei motori: se il materiale possiede un basso contenuto di fibre di vetro, la linea di saldatura rappresenta un punto debole, soprattutto con l’invecchiamento. Tutti i gradi del portafoglio Basf mostrano eccellenti resistenza a pressione di scoppio e forza di saldatura e sono particolarmente adatti alle vibrazioni e alla saldatura a caldo. La forza di saldatura è stata misurata con Ultrasim Weld Tester, un complesso campione di prova sviluppato da Basf per stabilire la forza di saldatura delle linee di giunzione sottoposte a carichi a lungo termine. Il campione consente, inoltre, una previsione più accurata relativa alla durata della parte grazie a Ultrasim, lo strumento di simulazione che permette di creare un progetto ottimale già nelle prime fasi dello sviluppo del pezzo, riducendone cicli e quantità di prototipi.

Confrontandolo con il prodotto standard precedente, Ultramid B3WG6 GPX, non solo mostra una pressione di scoppio iniziale più alta del 25%, ma quadruplica anche i cicli di carico con pressione alternata alla temperatura di 100°C che è in grado di sopportare. Ultramid A3W3G7, altra nuova variante, colma infine il divario tra i gradi A3W2 ed Endure: il componente plastico possiede proprietà meccaniche di buona qualità anche a temperature di utilizzo costanti fino a 210°C.