汽车制造商和供应商在发动机舱使用塑料,如尼龙、聚苯硫醚和聚丙烯,以减轻车辆重量和提高燃油效率。许多不同等级的材料可供选择。最终,应用及其要求将决定什么材料适合在引擎盖下使用。

温度要求通常确定是否使用塑料是一个好主意。随着汽车制造商使用较小的发动机,但继续添加新功能,例如安全和信息娱乐系统,发动机将比过去的速度更热。一些塑料比其他塑料更适合任务。

“材料和谁将供应它始终是[最佳地点],”Branson Ultrasonics公司的汽车市场段经理(Danbury,CT)的汽车市场分部经理“票据Heatherwick。“等级和食谱将由制造商各种不同,这反过来会影响您的最终结果。零件尺寸和测试要求在选择适当的加入过程时发挥关键作用。“

Forwary Technology Inc.的区域销售经理Dan Schewe(奥卡托·米科岛)表示,他总是在塑料装配设备的报价阶段询问三个问题:

  • 什么是材料?“一些材料不借给某些塑料装配技术,”Schewe警告说。
  • 您的要求是什么?你想要力量,密封密封,化妆品还是组合?
  • 生产数量和所需的周期时间。“这将告诉你是否需要多腔模具,”Schewe解释说。“如果一个特定的应用具有振动焊接或热板焊接的设计,那么为了更快的循环时间,强度可能会稍微被忽略。理想情况下,应该选择振动焊接,因为振动焊接的处理时间为8 - 12秒,而热板焊接的处理时间为35 - 45秒。”

Schewe说,他在该领域遇到的许多潜在挑战涉及终端用户想要将金属与塑料结合的应用。他指出:“例如,如果你想在散热器应用中加入铝和尼龙,你必须解决由于热而产生的不同膨胀率,这可能会造成泄漏和损失。”

“挑战是帮助客户在项目的婴儿期内保留金属部分上发现的最佳性状,同时利用聚合物的性质,”加入Schewe。“这一步骤通常取决于来自聚合物化学家的每个人到装配设备供应商。每个独立的汽车组件都有自己的具体需求,例如含有燃料,处理振动或耐用性。一旦定义了这些需求,将如何组装组装[应该]考虑。“

用于罩欠罩应用的耐化学材料是自然的半晶硅,并且具有比更容易焊接非晶材料的弹性模量值。“虽然这并不是以任何方式使其不适合超声波焊接,但它需要更高的设计和焊接过程中的勤奋程度,”Herrmann Ultrasonics Inc.的应用经理“

Holt补充道:“必须具备正确的焊接接头几何形状,密切关注良好的基本塑料件设计方法和标准。”“旧的规则,没有尖锐的角落,一致的壁厚,和正确的浇注位置仍然适用。通过良好的设计实践,焊接问题的常见原因——沉降、翘曲和模压应力都得到了最小化。”

根据HOLT,较高的幅度要求,焊接设备的近场焊接和计算机控制需要一致地生产汽车质量零件。“具有较高耐温性的抗焊接具有更高的抗性以及较低的执行热量的加入方法,”他解释说。“匹配具有优化力型材的熔体流动特性将确保这些难以加入的材料中最大化的焊接强度。”

任何材料中的玻璃增强需要正确的模具加工,以确保加强材料的均匀混合物。大多数应用程序使用百分比不到30%。“正确的成型型材确保材料的混合均匀混合,并缓解在加入线上或附近的”玻璃富有的“区域,”Holt说。“这是允许焊缝达到预期的强度和焊接过程重复性的所必要的。”

尼龙的吸湿性是有问题的,如果不认识和解决。所有种类的尼龙在成型前需要彻底干燥,并在焊接前保持在干燥的成型状态。由于尼龙吸收水分而发生的物理性质变化会对所有类型的焊接过程产生不利影响。然而,这可以通过焊接直接出压力机(如果设计允许)或通过用干燥剂包装隔离模压部件的水分来解决。霍尔特通常看到的问题是焊缝薄弱(由于零件没有像以前那样焊接)和闪光松动。

Holt解释说:“控制闪光不仅是良好的设计实践,也是许多连接方法和焊接设计应用的先决条件。“但是,在流体处理、真空密封和燃料系统中,完全密封是特别必要的,以防止部件内部的入侵和微粒。较大零件的超声焊接对超声焊接设备输出功率要求较高。

随着发动机管理更复杂,HOLT将预测需要更多的塑料包裹的传感器。“组装这些各种传感器所需的精度程度目前很高,需要继续推进更新的控制系统,”他指出。“小型电子传感器和传感器可以在高卷中进行超声波焊接,在大量的装配设备投资最小,正如医疗和电子等许多其他行业所经过验证的那样。

Holt说:“随着推进动力来源的不断涌现,塑料元件的集成将会带来新的用途和挑战。“基于过去的经验和教训,塑料设计和组装将能够满足新的要求。燃料电池技术已经要求聚合物的使用和乙醇暴露已经解决了燃料系统组件。电池盒一直是聚丙烯和热板焊接的领域。”