A Fakuma 2015, DuPont Performance Polymers (DPP) ha mostrato come le avanzate capacità anisotrope di modellazione con ingegneria assistita dal calcolatore (CAE) prevedono con elevata precisione le prestazioni di componenti automobilistici quali i supporti motore realizzati con la resina poliammidica DuPont™ Zytel®. I supporti motore strutturali o staffe, che stabilizzano e allineano il motore, sono stati sviluppati in stretta collaborazione con ElringKlinger e Daimler AG in un lasso di tempo molto breve. Questo ha favorito un ciclo di sviluppo ridotto in confronto a quello per la produzione di pezzi standard in alluminio realizzati con la pressofusione, oltre che una riduzione dei costi.
Le materie plastiche aiutano a ridurre il consumo di carburante e migliorare il comfort alla guida e la sicurezza
Dato che il componente deve sopportare elevati carichi statici e sollecitazioni della coppia motrice, il team ha deciso di utilizzare, in sostituzione al metallo, Zytel® PA66 rinforzato con fibra di vetro e stabilizzato al calore. Oltre alle sue capacità di assorbimento di rumore, vibrazioni e ruvidezza (NVH), questo grado ottimizzato del nylon Zytel® ha offerto il mix giusto di robustezza, rigidità oltre che resistenza a scorrimento, deformazione e fatica per far fronte a carichi e sollecitazioni. Confrontato al metallo, un ulteriore vantaggio di Zytel® è costituito dalla bassa conduttività del calore che consente di ridurre l’invecchiamento del pezzo e dei componenti adiacenti.
Ingegneria di simulazione tramite calcolatore
DuPont utilizza la modellazione micro-meccanica avanzata dei materiali con Digimat™, al fine di ottimizzare l’analisi agli elementi finiti realizzati con materiali rinforzati con fibra di vetro, analizzare accuratamente i cambi locali nelle proprietà dei materiali e identificare qualsiasi debolezza strutturale nella progettazione. Di conseguenza, e come previsto dalla condivisione di dati precedente il test reale del componente, i supporti motore in plastica validati da Daimler AG sono in grado di sostituire completamente il metallo, e offrono un superiore attutimento del rumore, oltre che effetti positivi sul consumo di carburante, comfort alla guida e sicurezza.
“Le nostre capacità predittive sono diventate parte della nostra competenza nello sviluppo di applicazioni,” spiega Patrick Cazuc, Global Automotive Manager, DuPont Performance Polymers. “Dobbiamo essere in grado di aiutare a validare le soluzioni progettuali per ridurre i costi e i tempi fino alla commercializzazione.”
“È fondamentale poter dar fiducia all’ingegneria assistita dal calcolatore per evitare di trovarsi di fronte a ritardi e disfunzionamenti in fase di sviluppo e di test del nostro motore. DuPont ha provato e dimostrato la sua capacità durante lo sviluppo del supporto motore. Non abbiamo avuto nessuna brutta sorpresa durante tutto il processo: modellazione CAE, test del componente, delle vibrazioni e su strada; le prestazioni del pezzo hanno coinciso con le previsioni. Di conseguenza, siamo stati in grado di validare il componente realizzato con Zytel® avendo piena fiducia nelle sue prestazioni durante l’uso.” ha commentato Gernot Kurtzer, Engineering Manager di Daimler AG.
ElringKlinger, società globale protagonista nella fornitura di gruppi propulsori e di componenti ha avuto un ruolo chiave nel progetto, lavorando a stretto contatto con Daimler AG e DuPont al fine di ottimizzare il design del componente progettato con la plastica invece del metallo. L’azienda ha sviluppato uno stampo per sfruttare le migliori caratteristiche del polimero Zytel®, ha progettato i processi di produzione e controllo qualità e ha gestito i primi test di questo importante componente.
“Uno dei vantaggi chiave di lavorare con DuPont è stata l’inusuale apertura e trasparenza nella condivisione dei dati e delle conoscenze per assicurare i migliori risultati possibili. Siamo stati in grado di applicare la modellazione avanzata dei materiali, un’attività realizzata internamente da DuPont, per prevedere il comportamento della plastica durante lo stampaggio a iniezione e durante i crash test del componente, prima che Daimler AG conducesse i propri test. Questo ci ha consentito di progettare uno stampo ottimizzato per tale materiale, di progettare degli inserti in metallo necessari all’integrità della geometria del componente, oltre che di diminuire i tempi della prototipazione.” ha dichiarato Klaus Bendl, Global Development Manager di ElringKlinger AG.
