3 belangrijkste conclusies uit Engineering MKunststoffen Forum 2024

Tijdens het Engineering Materials Forum van Envalior afgelopen maand, kregen de deelnemers aan dit online forum best practices en inspirerende discussies over kunststoffen en hun toepassingen gepresenteerd. Dit gratis, eendaags virtueel forum bood 15 door experts geleide sessies met een schat aan technische kennis voor engineers en ontwerpers die geïnteresseerd zijn in future mobility, elektronica, productie, materiaalkunde of productontwerp. Het forum belichtte hoe kunststoffen de weg vrijmaken voor duurzamere en impactvollere resultaten in diverse toepassingsgebieden.

Na een plenaire sessie met Envalior’s CEO Calum Maclean, Vice President of Research and Development Krijn Dijkstra en Director of Sustainability Günter Margraf, kozen de deelnemers van het virtuele forum tussen twee tracks met de meest actuele onderwerpen in kunststoffen. Track 1 omvatte onderwerpen over wetenschap en dienstverlening, terwijl Track 2 innovaties en toepassingen behandelde.

Hoe kies je de beste materialen wanneer PTFE niet meer beschikbaar is

Tijdens de sessie “PTFE-vrije oplossingen voor tribologische componenten” lichtten Marta Bach, Business Development Manager, en Adnan Hasanovic, Advanced Application Development Manager bij Envalior, toe dat regelgevende instanties zoals het European Chemicals Agency (ECHA) overwegen om het gebruik van PTFE te beperken. PTFE wordt veelvuldig toegepast om slijtage en wrijving te verminderen in tribologische toepassingen. De restricties op PTFE gelden mogelijk niet alleen voor kunststoffen, maar zouden ook van toepassing kunnen zijn op industriële vetten en oliën die PTFE bevatten.

Er is een grote vraag naar alternatieve materialen, en Bach en Hasanovic bespraken hoe je de beste materiaalkeuze maakt wanneer PTFE niet gebruikt kan worden. Zo maakt Envalior’s Stanyl® het mogelijk om aan de eisen voor slijtage- en wrijvingsprestaties te voldoen zonder PTFE, zelfs in veeleisende tribologische toepassingen zoals ketting- en riemgeleiders, tandwielen, lagerkooien, en glijlagers/bussen.

In automotive timing systemen biedt Stanyl® HGR3-W de laagste wrijving en het minste vermogensverlies door parasitaire weerstand in zowel verbrandingsmotoren (ICE) als hybride aandrijflijnen, terwijl Stanyl® TW341 en Stanyl® TW441 doorgaans de laagste slijtage en beste duurzaamheid leveren. Alle drie types zijn PTFE-vrij.

Uit onderzoek van Envalior blijkt bovendien dat PTFE-vrije Stanyl® beter bestand is tegen wrijvingswarmte en slijtage dan alternatieven met PTFE, zoals PA66, POM en PPA’s. Stanyl® presteerde ook uitstekend in combinatie met PTFE-vrije smeervetten, waarmee een volledig PFAS-vrije oplossing op systeemniveau mogelijk wordt gemaakt.

Stanyl PA46 is de polyamide met de hoogste temperatuurresistentie die op de markt beschikbaar is, met veel potentieel om te voldoen aan dprestaties in veel toepassingen zonder het gebruik van PTFE,” concludeerden Bach en Hasanovic.

Materialen die batterijcellen beschermen en de algehele veiligheid van het voertuig verhogen

Bij het selecteren van de juiste materialen voor het ontwerpen van kunststof componenten voor een batterijsysteem, gaf Julian Haspel, expert op het gebied van advanced development, new mobility, aan dat engineering plastics een kosteneffectieve keuze bieden, evenals functionaliteit en uitstekende elektrische eigenschappen.

In zijn sessie, “Navigating Material Selection for Battery System Plastic Parts,” onderzocht Haspel de belangrijkste toepassingsgebieden van batterijsystemen: structurele componenten, thermisch management, het laadsysteem en HV-componenten.

Hij stelde dat behuizingen vervaardigd met vlamvertragende Envalior PA6 Durethan® een kosteneffectieve oplossing bieden voor het beschermen van batterijcellen, terwijl het aantal onderdelen wordt geminimaliseerd, het assemblageproces wordt vereenvoudigd en het gewicht wordt gereduceerd.

Voor structurele componenten adviseerde Haspel om alleen voor vlamvertragende grades te kiezen wanneer dit absoluut noodzakelijk is, en zorgvuldig de juiste UL94-classificatie te selecteren.

“Moderne FR-recepturen hebben—afhankelijk van de eigenschappen—een vergelijkbare prestatie als niet-FR-materialen,” aldus Haspel.

Voor thermisch management merkte Haspel op dat hoewel indirecte water-glycolkoeling momenteel de standaard is, de trend zich verplaatst naar directe koeling door onderdompeling in een diëlektrische vloeistof.

“Bewezen compatibiliteit tussen kunststof en diëlektrische vloeistof is cruciaal voor werking en veiligheid gedurende de volledige levensduur van het voertuig,“ aldus Haspel. “Envalior’s productportfolio toont goede compatibiliteit met diëlektrische vloeistoffen: slagsterkte, stijfheid, sterkte en maatvastheid blijven op een zeer hoog niveau, de vergelijksps index en weerstanden worden niet beïnvloed, en verbindingen met een vlamvertragend systeem behouden hun oorspronkelijke UL-classificatie.

Hoe data kunnen bijdragen aan richtlijnen voor hoogspanningsontwerpen

Tijdens de sessie "Elektrische weerstand en doorslagsterkte bij hoge spanning van Polyamiden, Polyesters en PPS" presenteerde Rob Janssen, principal scientist, functional material properties, Envalior, data over de volumeweerstand en diëlektrische doorslagsterkte van thermoplasten, en hoe de volumeweerstand van een thermoplast bepalend is voor de doorslagseigenschappen bij hoge spanning.

Janssen legde uit dat PA, PBT en PPS, allemaal semicristallijne polymeren, een amorfe fase hebben die wordt gekenmerkt door een glas-rubber overgangstemperatuur. Boven deze temperatuur, wanneer het polymeer zich in de rubberachtige toestand bevindt, zal bij het aanleggen van een gelijkspanning een kleine stroom gaan lopen. Het elektrisch veld drijft dit transport van ladingsdragers aan.

"De beweging van ladingsdragers is meer beperkt in de glazen fase en minder beperkt in de rubberachtige fase; daarom is de stroomsterkte hoger in de rubberachtige fase," aldus Janssen.

Hij voegde eraan toe dat de weerstand afhankelijk is van temperatuur, relatieve vochtigheid en de frequentie van de aangelegde spanning. PBT en PPS vertonen volgens Janssen een zeer consistente en robuuste elektrische performance, ongeacht de omgevingscondities.

"De elektrische prestaties van polyamiden nemen af boven de glas-rubber overgangstemperatuur, maar de weerstandswaarden en onderste limieten voor diëlektrische sterkte (bij 85°C/85% RV) zijn goed gekarakteriseerd. Daarom kunnen deze gegevens worden gebruikt om hoogspanningsontwerpen te ondersteunen," aldus Janssen.

Tot de overige onderwerpen die tijdens het forum aan bod kwamen behoorden onder andere: "Materiaaloplossingen voor de transformati...“Verwarmen en koelen van woningen: trends in de kunststoffenindustrie,” “Veiligheid bevorderen in de automotive-onderdelenontwerp: CAE materiaalkaarten voor crashsimulaties,” “Het verkennen van geavanceerde lastechnologieën voor engineering materialen,” en “Kunststoffen voor optimale NVH-prestaties.”

Klik hier om alle EMF-sessies on demand te bekijken.

Verder lezen

Vind antwoorden op uw materiaaltechnische uitdagingen
Lees meer over de nieuwste innovaties op het gebied van kunststoffen