Polyamid | Anwendungen von PA in Fahrzeugen mit neuer Energie

Im Vergleich zur Ära traditioneller Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ist das „Drei-Elektro“-System das Hauptmerkmal, das neue Energiefahrzeuge von ihren konventionellen Gegenstücken unterscheidet. Mit Beginn des vollelektrischen Zeitalters ist dieses System zum wichtigsten Kriterium für die Beurteilung der Kernkompetenzen eines Fahrzeugs geworden. Da neue Energiefahrzeuge dieses „dreielektrische“ System übernommen haben, haben sich auch die Anwendungen für Nylon erheblich verändert. Welche Nylonmaterialien eignen sich also für den Einsatz in Fahrzeugen mit neuer Energie?

PA46

PA46 zeichnet sich durch hohe Kristallinität, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Steifigkeit und hohe Festigkeit aus. Es wird hauptsächlich in Automobilmotoren und zugehörigen Komponenten wie Zylinderköpfen, Ölwannenböden, Öldichtungsabdeckungen und Getrieben verwendet. In der Elektroindustrie wird es in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Hitzebeständigkeit und Dauerfestigkeit erfordern, wie z. B. Schütze, Steckdosen, Spulenkörper und Schalter.

PA6

PA6 bietet hervorragende mechanische Eigenschaften, Steifigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und mechanische Vibrationsdämpfung sowie eine gute elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit. Es wird häufig in Automobilkomponenten, elektronischen und elektrischen Bauteilen und vielen anderen Bereichen eingesetzt.

Signallichtbasis

Da diese Komponenten Lichtquellen ausgesetzt sind, in Umgebungen mit hohen Temperaturen betrieben werden und sich gleichzeitig in stoßgefährdeten Bereichen befinden, erfordern sie ein gewisses Maß an Schlagfestigkeit und Zähigkeit. Der Einsatz von PA6 kann diese Herausforderungen bewältigen. Darüber hinaus ist bei Automobilbeleuchtungsanwendungen die Verwendung von PA6 + GF für Standardschraubeneinstellungen oder Halterungen mittlerweile bei Automobilherstellern gängige Praxis.

Automobil-Chassis-Komponenten

Der offensichtlichste Vorteil der Verwendung von Kunststoffen in Fahrwerkskomponenten für Kraftfahrzeuge ist die Gewichtsreduzierung. Selbst wenn sie mit Glasfaser verstärkt sind, können PA6-Teile immer noch etwa 20 bis 30 % leichter sein als Aluminiumlegierungen. Ein geringeres Fahrzeuggewicht führt zu einer verbesserten Kraftstoffeffizienz. Darüber hinaus verbessert die Reduzierung der ungefederten Masse bei Komponenten wie den unteren Querlenkern die Fahrleistung erheblich, was zu einem ruhigeren Fahrverhalten und einem reaktionsfreudigeren Handling führt.

Ladestationsgehäuse

In den letzten Jahren lief die Forschung zu Materialien für Ladestationen für Elektrofahrzeuge auf Hochtouren und es wurden mehrere Konsenspunkte erzielt. Da Ladestationen im täglichen Leben an unterschiedlichen Orten zu finden sind, sind hohe Leistungsstandards erforderlich. Im Außenbereich in nördlichen Regionen müssen sie niedrigen Temperaturen standhalten; Um plötzliche Brände zu verhindern, müssen sie über ausgezeichnete flammhemmende Eigenschaften verfügen. und um die Sicherheit zu gewährleisten, dürfen die Materialien nicht leitfähig sein; Da sie verschiedenen natürlichen Bedingungen standhalten müssen, müssen die Materialien auch eine außergewöhnliche Alterungsbeständigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist es von größter Bedeutung, die strukturelle Integrität der Ladestation und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen sicherzustellen. PA, ein halbtransparentes oder undurchsichtiges milchig-weißes Granulat, bietet eine hervorragende Gesamtleistung. Ob in Bezug auf mechanische Festigkeit, Steifigkeit, mechanische Stoßdämpfung und Verschleißfestigkeit oder seine hervorragende elektrische Isolierung und chemische Beständigkeit, es hat sich zu einem der bevorzugten Materialien für Ladestationen entwickelt.

Batteriegehäuse

Derzeit werden für Batteriegehäuse häufig PA-Materialien verwendet, wobei PA6 am weitesten verbreitet ist. Flammhemmung ist auch ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl von Materialien für Batteriegehäuse neuer Energiefahrzeuge. Unmodifiziertes PA6 hat typischerweise einen begrenzenden Sauerstoffindex von nur 20–22 % und erreicht bestenfalls eine Flammschutzklasse von UL 94 V-2, was die strengen Flammschutzanforderungen von Fahrzeugen mit neuer Energieerzeugung nicht erfüllt.

Halogenfreies, flammhemmendes, glasfaserverstärktes PA6 kann auch die Anwendungsanforderungen von Hochspannungs- und Hochtemperatur-Betriebsbedingungen im Power-Batterie-Bereich erfüllen. Dieses Material bietet eine Hochspannungsisolierung, die 800 V standhält und gleichzeitig eine hohe Festigkeit und Steifigkeit beibehält, selbst wenn es Elektrolyt oder Kühlmedien ausgesetzt ist.

PA66

Im Vergleich zu PA6 bietet PA66 eine höhere mechanische Festigkeit, Steifigkeit, Wärmebeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Kriechfestigkeit, seine Schlagfestigkeit und mechanischen Dämpfungseigenschaften sind jedoch geringer. Es wird häufig in der Automobil-, Drohnen- und Elektronik-/Elektroindustrie eingesetzt.

Anschlüsse

Die Herstellung elektronischer Steckverbinder erfordert modifiziertes Nylon mit hoher Fließfähigkeit, hoher Zähigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit und einfacher Formbarkeit. Die geeigneten Materialien sind wie folgt:

Anschlussblöcke: Flammhemmendes Allzweck-PA6/PA66;

Spulenkörper: Spulenkörper erfordern modifiziertes Nylon mit hoher Festigkeit, hoher Zähigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit. Die geeigneten Materialien sind wie folgt:

PA66 + 15–30 % GF (HB, flammhemmende Klasse V0), PA66 + 30 % GF (flammhemmende Klasse V0).

PA12

PA12 vereint durch seinen hohen Anteil an Schlagzähmodifikatoren die Eigenschaften von Polyamid und Polyolefin. Zu seinen herausragenden Eigenschaften gehören eine hohe Zersetzungstemperatur, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und eine hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen. Es wird hauptsächlich in Kraftstoffleitungen von Kraftfahrzeugen, Instrumententafeln, Gaspedalen, Bremsschläuchen, schalldämpfenden Komponenten für Elektronik und Geräte sowie Kabelummantelungen verwendet.

Halogenfreies, flammhemmendes, verstärktes PA6

Dieser weiße, halogenfreie und flammhemmende wärmeleitende PA6-Kunststoff bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit mit einem Wärmeleitkoeffizienten, der vier- bis fünfmal so hoch ist wie der von gewöhnlichen Kunststoffen. Es ist halogenfrei und flammhemmend und erreicht die Flammschutzklasse UL94-1,6 mm V0. Es verfügt außerdem über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften mit einem Volumenwiderstand von 10¹⁴ Ω·cm. Es hat eine geringe Dichte, etwa 50 % der von Aluminium, und lässt sich leicht verarbeiten, sodass es direkt im Spritzgussverfahren hergestellt werden kann.

Langfaseriges, glasfaserverstärktes PA6

Langfaserglasverstärktes PA6 bietet zahlreiche Vorteile, die mit denen von Metall vergleichbar sind, und eignet sich daher ideal für die Herstellung komplexer Automobilkomponenten. Nehmen Sie als Beispiel den Querträger der Instrumententafel: Er ist direkt mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, trägt und überträgt Lasten von Mensch-Maschine-Schnittstellengeräten und Verkleidungskomponenten und bildet zusammen mit anderen Sicherheitskomponenten das Cockpit-Sicherheitssystem, das sich direkt auf das Fahrverhalten und die Sicherheit des Fahrzeugs auswirkt.

Glasfaserverstärktes PA66

Glasfaserverstärkte Nylonmaterialien bieten eine hohe Festigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und gute elektrische Isolierung und werden daher häufig in Komponenten für Ladesysteme für neue Energiefahrzeuge eingesetzt. Zu den typischen Anwendungen gehören Batteriegehäuse, Wechselstrommotorgehäuse und Ladesysteme für Elektrofahrzeuge.

Glasfaserverstärkte PA66-Materialien werden in der Automobilindustrie häufig für Komponenten wie Motorhauben, Türen, Instrumententafeln und Sitze verwendet. Zu den gängigen Glasfaserverstärkungsverhältnissen für PA66 gehören: Mit 10 % Glasfaser verstärktes PA66 ist für Automobil-Innenkomponenten geeignet, während mit 30 % Glasfaser verstärktes PA66 für Automobil-Außenkomponenten geeignet ist.

Glasfaserverstärktes PA66 kann auch für Gehäuse von elektronischen Drosselklappensteuerungen verwendet werden – ein Bauteil, das Beschleunigungs-/Verzögerungssignale basierend auf der Stellung des Gaspedals liefert.

PA12

Das Polyamidmaterial PA12 kombiniert die Flexibilität von Gummi mit den Eigenschaften von Kunststoff und bietet eine hervorragende Dimensionsstabilität und einzigartige Hochdruck-Berstfestigkeit. Es eignet sich für starre Wellschläuche, glatte Ölschläuche, Kraftstoffleitungen, Vakuumschläuche, Druckluftbremsleitungen, Pneumatikschläuche, mehrschichtige Kraftstoffleitungen, geräuschlose Getriebe, Kabelummantelungen und komplex geformte Teile.

Im Vergleich zu Gummischläuchen können PA12-Schläuche das Systemgewicht effektiv reduzieren. PA12 hat eine Dichte von 1,02 g/cm³, während EPDM-Gummi – der üblicherweise in herkömmlichen Automobilschläuchen verwendet wird – eine Dichte von 1,1–1,2 g/cm³ hat. Darüber hinaus weisen PA12-Schläuche relativ dünnere Wände auf. Nehmen wir als Beispiel Schläuche mit einem Innendurchmesser von 15–18 mm: PA12-Schläuche haben eine Wandstärke von nur 1,25–1,5 mm, wohingegen EPDM-Gummischläuche typischerweise eine Wandstärke von 3,5–4 mm haben. Insgesamt kann durch die Wahl des PA12-Materials das Gewicht des Schlauchs um 65 % reduziert werden.