Kvantesprang: Motorblokk i kompositt kommer
Neste generasjons forbrenningsmotorer er like om hjørnet og kan representere et kvantesprang. Innen 2020 skal nemlig de første motorblokkene i komposittmaterialer være introdusert i personbiler og i motorsykkelmotorer. De skal erstatte aluminiumskomponenter og andre metaller som er i bruk. Den som påstår dette er SBHPP High Performance Plastics, en forretningsenhet i Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Glassfiberarmert fenol i sylinderhuset har lavere vekt, mindre støy og reduserte fremstillingskostnader enn for tilsvarende løsning i aluminium. Foto: SBHPP
– Om tre til fem år vil motorblokker i kompositt være en realitet. Vi tror denne kompositteknologien først vil bli tatt i bruk i små motorer opp til 1,6 liter. Implementeringen i motorer med høyere ytelse og større slagvolum kommer deretter, sier Hendrik De Keyser, Marketing and Technology Officer hos SBHPP i Gent. Syklustid på 90 sekunder Som markedsleder i støping av fenolprodukter har SBHPP utviklet deler i herdeplast til bilindustrien i mer enn 20 år. På selskapets fabrikker i Nord-Amerika, Europa, Japan og Kina har selskapet utstyr og utviklingskompetanse som er nødvendig, inkludert simulering og testing. Også materialgjenvinning og fremstilling av kundetilpassede prototyper kan gjøres i alle verdensdeler. Senere tids utviklingsarbeider har involvert et samarbeid med en prosjektgruppe i Fraunhofer, New Drive Systems, som holder til i Karlsruhe, Tyskland. Samarbeidet har ført til at SBHPP har produsert en konseptblokk for en énsylindret 650 cc motor. Denne består av 55 prosent glassfiberfylt fenol. Sprøytestøpingen gjøres i kombinasjon med robotplasserte metallinnlegg inkludert en sylinderliner i metall. Sprøytestøpeprosessen som er utviklet har så langt resultert i en syklustid på 90 sekunder per komplett enhet. Vekt- og kostnadsbesparelser
Sammenlignet med tilsvarende i aluminium har komposittalternativet gitt en vektreduksjon på opp til 20 prosent, og fremstillingskostnadene er tilnærmet ti prosent lavere for en produksjonskjøring opp til 30 000 deler/år. For høyere produksjonsvolumer blir kostnadsreduksjonen mer betydelig. Støyreduserende og mindre varmavgivelse Forbedret støyreduksjon, mindre vibrasjoner samt oppfyllelse av strenge krav til motordeler nevnes som ytterligere, bemerkelsesverdige fordeler for komposittalternativet. Akustiske tester bekrefter en betydelig støyreduksjon sammenlignet med aluminiumsreferansen. I tillegg har termiske tester bekreftet redusert varmestråling fra komposittdelen til omgivelsene. Temperatursensorer montert på eksosrøret og på inn- og utløpssiden av komposittblokken viser en betydelig lavere temperatur enn tilsvarende sensorer på en aluminiumskomponent. På Teknologi- & Polymerdagene? SBHPP planlegger nå å jobbe med motorleverandører og bilindustriens underleverandører (OEM’er) for å bringe dette, nye konseptet til markedet. Selskapet har også planene klare for å videreutvikle konseptet til en flersylindret motorblokk. Målet er komme opp med en komplett motor i kompositt. I utviklingsavdelingen foreligger et slikt virtuelt motorkonsept, med en enkelt skalerbar arkitektur for motorer med to, tre eller fire sylindre og der alle benytter SBHPP kompounder og komposittmaterialer. Dette motorkonseptet er utviklet for bruk som primærmotorer for personbiler eller motorsykler eller for å utvide kjørelengden for elektriske biler.
Det jobbes nå for at vi på Teknologi- & Polymerdagene 2015, 23. og 24. september, skal få en nærmere presentasjon av det som SBHPP High Performance Plastics i samarbeid med Fraunhofer har utviklet for forbrenningsmotorer.I mellomtiden, les gjerne mer på www.sbhpp.com