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Oct 30, 2023

I polimeri silenziano i veicoli elettrici attraverso applicazioni strutturali del telaio

Posted by staff | Jan 04, 2023 Most automotive OEMs still use metal for

Inserito dallo staff | 04 gennaio 2023

La maggior parte degli OEM automobilistici utilizza ancora il metallo per i telai strutturali e le applicazioni di sospensione. Si dice che la sostituzione di quel metallo con Zytel NVH Gen 2, una poliammide (PA) 66 di nuova formulazione di Celanese, offra una serie di miglioramenti interessanti. Oltre a ridurre il peso, il passaggio al materiale Celanese offre a conducenti e passeggeri un'esperienza di guida superiore controllando rumore e vibrazioni in modo più efficace rispetto al metallo.

I veicoli elettrici (EV) pongono sfide uniche quando si tratta di isolare il rumore e le vibrazioni strutturali provenienti dalle unità di azionamento elettriche. Senza che il motore a combustione interna, relativamente rumoroso, li mascheri, questi rumori diventano molto più evidenti nell’abitacolo del veicolo. È una questione complessa che riguarda sia la sicurezza del veicolo che il comfort dei passeggeri. Nel frattempo, gli ingegneri hanno difficoltà a individuare una singola parte o componente che sia la causa principale del rumore.

Per affrontare queste sfide, il team di elettrificazione automobilistica di Celanese Engineered Materials ha sviluppato Zytel NVH70G35HSLA2, il primo della famiglia di prodotti Zytel NVH Gen 2. Questo polimero a base di PA 66, caricato con vetro al 35%, offre un elevato smorzamento, pur mantenendo le robuste proprietà strutturali del polimero di base per le parti che necessitano di resistenza meccanica sostenuta durante tutto il loro ciclo di vita.

"Questa nuova formulazione Zytel adotta un approccio diverso all'isolamento delle vibrazioni ad alta frequenza, utilizzando la capacità di smorzamento strutturale del materiale senza sacrificare la resistenza alla fatica estesa nel tempo", ha spiegato Gabe Knee, responsabile del mercato automobilistico, Celanese. "Abbiamo creato una soluzione efficiente in termini di costi, di risparmio di massa e personalizzabile per le unità di azionamento elettriche che mitiga i problemi di NVH [rumore, vibrazioni e durezza] nei veicoli elettrici, rendendoli ancora più silenziosi e confortevoli." Il materiale può resistere a condizioni di stress elevato e fornire caratteristiche stabili in condizioni ambientali e di carico variabili.

In una recente applicazione commerciale in Nord America che coinvolgeva supporti per motori EV per la Cadillac Lyriq, Zytel NVH Gen 2 ha mantenuto l'integrità strutturale offrendo allo stesso tempo un risparmio di massa diretto di oltre il 20% e un notevole risparmio sui costi dei materiali rispetto all'alluminio. Con questi supporti, i progettisti sono stati in grado di mettere a punto, mitigare o eliminare le armoniche fastidiose che altrimenti sarebbero trasmesse e rilevate dai conducenti e dai passeggeri nella cabina.

"Con le nostre capacità di progettazione e prototipazione", ha aggiunto Knee, "aiutiamo i clienti a identificare i progetti di componenti problematici che contribuiscono ai problemi NVH, quindi aiutiamo a creare la soluzione per gestirli".

Il componente di sospensione NVH utilizzato nella Cadillac Lyriq ha ricevuto i premi finalisti sia nel concorso Automotive News PACE 2022 che negli SPE Automotive Innovation Awards 2022. È stato modellato con il nuovo materiale Zytel NVH Gen 2. Il veicolo è stato descritto dai revisori automobilistici come "silenzioso".

Questi materiali forniscono prestazioni NVH superiori nell'intervallo di temperature delle applicazioni automobilistiche, producono meno rumore rispetto al metallo, riducono il peso dal 30 al 50% rispetto alle parti metalliche e riducono i costi attraverso l'integrazione delle parti ed eliminando la necessità di alluminio e isolamento, secondo Celanese .

L'azienda ha formulato un nuovo composito PA caricato con vetro per fornire un migliore smorzamento/NVH senza perdita di proprietà meccaniche per le staffe di montaggio dell'unità di trasmissione della Cadillac Lyriq. Il materiale ha consentito di regolare le staffe di supporto strutturale, insieme alle boccole elastomeriche, per fornire un ampio filtraggio delle vibrazioni con una massa ridotta del 34% e un costo inferiore del 19,5%.

Le caratteristiche di attrito, usura e rumore dipendono dal sistema. Celanese ha una vasta esperienza nello sviluppo di formulazioni tribologiche per i clienti basate sulle sue soluzioni POM, PBT, PA, PPS, LCP e PP-LFRT. In risposta alla crescente domanda di materiali con contenuto rinnovabile e minore impatto ambientale, Celanese ha lanciato gradi sostenibili per i prodotti esistenti all’interno del suo portafoglio di materiali ingegnerizzati: materiali con contenuto di bilancio di biomassa (ECO-B) e materiali con contenuto riciclato (ECO-R).