全塑发动机采用3D打印聚酰胺

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全塑发动机采用3D打印聚酰胺

2017-11-4 14:54:02

全塑发动机采用3D打印聚酰胺

在全新前瞻性汽车全塑发动机项目Polimotor-2中，将采用选择性激光烧结(SLS)工艺(一种三维打印技术)制造发动机的进气歧管部分。而在这一尖端技术的背后，索尔维提供的Sinterline® Technyl®聚酰胺6(PA6)粉末功不可没。该材料中含有的40%玻璃微珠，能有效提高零部件的尺寸稳定性。 Polimotor-2这个举世瞩目的汽车全塑发动机项目，由传奇汽车工程师Matti Holtzberg主持设计，旨在开发出新一代汽车全塑发动机，并计划于2016年最先安装于赛车中。而索尔维正是该创新项目的主要材料技术供应商。项目创始人Holtzberg评价道："Polimotor-2延续了上世纪八十年代第一代Polimotor发动机的设计理念，强调采用开创性的聚合物技术，打破汽车的设计常规，彻底改变汽车性能及相关制造工艺。" Holtzberg同时还担任总部位于美国佛罗里达州西棕榈海滩的Composite Castings公司的总裁。他补充说："Polimotor-2发动机的进气歧管最初准备沿用第一代发动机进气歧管的注塑制造工艺，但后来我们发现用Sinterline Technyl聚酰胺6材料通过三维打印工艺制造出的进气歧管具有更加优异的可靠性，完全可以经受赛车使用环境中的各种严苛考验。" 基于索尔维Technyl聚酰胺系列特有的树脂化学技术，Sinterline聚酰胺6粉末材料专门应用于各种适合三维打印工艺的聚酰胺PicACG件的制造。选择性激光烧结等三维打印工艺无须预先制作模具或原型件，就能迅速将数字化设计转换成真正的零件，从而大幅缩短了设计周期并减少了加工成本，有效提高了整体生产效率。因此此类技术可显著加快产品投放整车和零部件制造市场的速度。激光烧结工艺通过高精度激光扫描仪来施加能量，逐层对Sinterline Technyl 聚酰胺6粉末进行熔合，最终形成功能出色的三维立体零部件，并具有极强的机械性能和耐热性能。由于是逐层连续打印的方式，激光烧结工艺还能轻易实现内部结构和功能要求均很复杂的零部件。索尔维工程PicACGSinterline项目总监Dominique Giannotta表示："作为首款专为选择性激光烧结工艺设计的聚酰胺6粉末，Sinterline系列材料能实现各种前卫设计，同时制成的部件性能可与聚酰胺注塑成型件相媲美，这无疑将三维打印技术又向前推进了一大步。而这一尖端技术在Polimotor-2发动机中得到了应用验证，这也是对索尔维工程PicACG多年来坚持积极创新的有力证明，同时彰显出这种先进材料在攻克商业化汽车与赛车设计难题方面的巨大潜力。" 汽车进气歧管是实现气流在发动机进气口和气缸之间均匀分布的加压结构部件。Polimotor-2发动机的进气歧管与目前已经工业化生产的、采用聚酰胺材料注塑成型的传统汽车进气歧管类似：壁厚为2-3毫米，能经受2-4 bar的正压。采用Sinterline Technyl 聚酰胺6粉末打印而成的零部件在传统金属涡轮增压发动机中高达250°F(121°C)的热辐射温度下亦表现出稳定的性能。需要说明的一点是：由于Polimotor-2发动机的主要零部件均由低导热PicACG制成，因此其进气歧管周围的温度相对较低，一般为150-200°F(66-93°C)。极具创新意义的Polimotor-2项目致力于开发一款全PicACG的顶置双凸轮四缸发动机，重量约为138-148磅(63-67公斤)，较典型的传统汽车发动机减轻约90磅(41公斤)。除目前已成功应用的进气歧管以外，索尔维的先进聚合物技术还将应用于这一开创性项目中数十个其他零部件，包括水泵、油泵、进水口/出水口、节流阀体、油轨等高性能配件。其他用于该项目的索尔维聚合物包括Amodel®聚邻苯二甲酰胺(PPA)、KetaSpire®聚醚醚铜(PEEK)、AvaSpire®聚芳酮醚(PAEK)、Radel®聚苯砜(PPSU)、Ryton®聚苯硫醚(PPS)以及Tecnoflon®VPL含氟弹性体。

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