Фахівці компанії ContiTech Vibration Control і концерну BASF розробили для автомобіля Mercedes-Benz S-класу першу у світі конструкцію із пластмасовою поперечною балкою в приводі заднього моста.
Ця деталь виготовляється з конструкційного пластику Ultramid® A3WG10 CR – спеціального поліаміду BASF, особливо сильно армованого й оптимізованого для сприйняття високих механічних навантажень. Порівняно з попереднім варіантом з литого алюмінію цей довговічний і міцний компонент вигідно вирізняється значно меншою (на 25%) вагою, а також поліпшеними акустичними й механічними властивостями. Матеріал зберігає свої характеристики в умовах підвищених температур і відповідає останнім нормативам з безпеки при зіткненнях. Цього вдалося досягти, зокрема, завдяки моделюванню за допомогою інструмента Ultrasim® – пакета програм, створеного фахівцями BASF.
Пластиковий елемент конструкції, який виконує функцію несучого, відповідає всім вимогам, які пред'являються в умовах статичних і динамічних напруг, що діють на поперечну балку. Цей центральний компонент заднього моста сприймає частину крутного моменту, переданого від двигуна на трансмісію, а також перебуває під постійним навантаженням від диференціала. У зв'язку із цим поперечними балками із пластику Ultramid® можуть комплектуватися всі повнопривідні автомобілі Mercedes-Benz, за винятком тюнингованих моделей AMG.
Для того щоб замінити алюміній у цьому важливому компоненті, пластмаса повинна відповідати високим вимогам до механічних характеристик. Продукт Ultramid® A3WG10 CR (CR означає crash-resistant, тобто стійкий до удару), армований 50% скловолокна, має оптимальну міцність і твердість, а також вирізняється досить низькою схильністю до повзучості в умовах безперервних навантажень. Ще одна вимога полягає в здатності витримувати високі згинаючі зусилля. Загалом новинка демонструє гарні показники характеристик із групи NVH (шуми, вібрації, жорсткість).
«Пластикова деталь конструкції приводу заднього моста є важливою віхою на шляху до більш широкого використання поліамідів в автомобілебудуванні; можливо, йдеться про зародження нової галузевої тенденції, – сказав Кай Фрюхауф, що очолює один із підрозділів компанії Contitech Vibration Control. – Для того щоб замінити метал пластиком, необхідно використовувати матеріал оптимальним чином і адаптувати його до конкретних умов навантажень. Саме такий підхід продемонстрували фахівці BASF при створенні нового продукту з лінійки Ultramid®».
Моделювання за допомогою інструмента Ultrasim® використовувалося вже на ранньому етапі робіт – для того, щоб визначити розмір і оптимізувати геометрію компонента, а також спрогнозувати його поведінку при ливарному формуванні й у процесі експлуатації. Отримані результати щодо граничних навантажень, динамічних напруг і безпеки при зіткненні дуже добре збіглися з фактичними характеристиками виробу. Співробітники компанії Contitech Vibration Control здійснили моделювання всього виробничого ланцюжка, що дозволило на ранніх етапах визначити геометрію деталі й зменшити число прототипів.
