Industri otomotif mengeksplorasi peningkatan kinerja termoplastik rekayasa

Sejumlah perusahaan memperkenalkan produk baru di pameran tersebut. Misalnya, JM Polymers menambahkan tiga grade lagi ke lini FiberX2 dari poliamida 6/6 yang diperkuat serat karbon pendek yang dapat dicetak ulang dan dapat dicetak dengan injeksi. Sumber | Katie Okonski/SPE

Society of Plastics Engineers (SPE, Bethel, Conn., A.S.) bertemu di Troy, Mich., A.S., pada tanggal 7 Mei untuk mengadakan Konferensi Plastik Teknik Otomotif (AutoEPCON) ke-14. Acara satu hari ini menjembatani kesenjangan kinerja antara TPO Automotive Engineered Polyolefins Conference (Auto TPO) area Detroit SPE dan Automotive Composites Conference &Exhibition (ACCE).

Program teknis 2019 AutoEPCON menampilkan empat keynote ditambah 27 pembicaraan teknis dalam tiga sesi paralel. Selama istirahat pagi dan sore, 325 peserta mengunjungi 21 pameran dan berjejaring, kemudian menghadiri resepsi malam.

Menariknya, tema yang tetap ada pada konferensi tahun ini adalah resin poliamida (PA) dan termoplastik yang diperkuat serat karbon (CFRTPs).

Kekurangan PA 6/6

Poliamida menjadi fokus utama, sebagian karena kekurangan global PA 6/6, yang, bersama dengan PA 6, banyak digunakan dalam industri otomotif — baik yang rapi maupun yang diperkuat, untuk aplikasi interior, eksterior, underhood, dan powertrain. Sampai kemacetan pasokan teratasi, OEM dan pemasok berusaha keras untuk menemukan opsi lain, seperti polimer alternatif atau PA 6/6 daur ulang, yang tidak mengorbankan kinerja. Oleh karena itu, tidak mengherankan melihat banyak peserta pameran menggembar-gemborkan alternatif PA 6/6 di pajangan mereka, serta banyak pembicara yang menjelaskan opsi perawan dan daur ulang. Faktanya, dalam keynote-nya tentang “Nylon and Polycarbonate:How We Got Here and What Lies Ahead,” Brendan Dooley, global director-engineering polymers, IHS Markit (Houston, Texas, AS), membahas rangkaian peristiwa malang yang menyebabkan hal ini. situasi.

“Segmen ini memiliki lebih dari sekadar bagian tantangannya,” jelas Dooley. “Pertama, bencana kebakaran tahun 2015 di pabrik adiponitrile baru di China memusnahkan 18% pasokan global monomer yang dibutuhkan untuk memproduksi PA 6/6. Pabrik itu belum dibangun kembali. Selain itu, persediaan telah dipengaruhi oleh gangguan yang disebabkan oleh cuaca yang terlalu panas, cuaca yang terlalu dingin, angin topan, kegagalan utilitas, kebakaran, dan tindakan buruh. Dan akhir tahun ini, pabrik adiponitril di Prancis akan ditutup untuk pemeliharaan dan peningkatan. Meski pada akhirnya ekspansi akan meningkatkan kapasitas produksi adiponitril global, dalam jangka pendek akan membuat pasokan semakin ketat.” Dooley memperkirakan pasokan PA 6/6 mulai mereda pada tahun 2020 dan mengatakan mereka akan kembali ke keseimbangan harga dengan PA 6 pada tahun 2022.

Peningkatan serat karbon

Serat karbon adalah topik besar lainnya, tetapi untuk alasan yang berbeda. Tahun lalu, hanya beberapa pembicara yang disebutkan — dan hanya beberapa peserta pameran yang disorot — CFRTP. Tahun ini, bagaimanapun, mereka dibahas dalam setidaknya enam sesi yang berbeda, dan dalam keynote tentang “Plastik Rekayasa dan Manufaktur Aditif” oleh Kevin Quinn, direktur desain dan manufaktur aditif, General Motors Co. (Detroit, Michigan, AS) . Selain itu, beberapa perusahaan memperkenalkan materi PA (CF/PA) yang diperkuat serat karbon baru di pameran tersebut.

Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc. memperkenalkan senyawa CF/PPA 40 wt-% barunya yang disebut KyronMax ES 4240 (batang emas pada grafik di atas) di SPE AutoEPCON ke-14. Sumber | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

Di antaranya adalah JM Polymers (Chicago, Ill., A.S.), yang tahun lalu meluncurkan lini FiberX2 dari grade CF/PA 6/6 daur ulang yang dapat dicetak dengan injeksi. Serat direklamasi dari prepreg kedirgantaraan dan resin didaur ulang dari barang olahraga. Penawaran awal adalah dua grade yang diperkuat pada 20 dan 40 wt-%, tetapi tahun ini perusahaan kembali dengan tiga grade baru. Dua menampilkan serat 10 dan 30 persen berat, sementara yang ketiga menampilkan hibrida karbon daur ulang dan serat kaca murni.

Ditampilkan di sini adalah nilai modulus lentur sebelum dan setelah pengujian saturasi air selama delapan minggu menggunakan standar PA 6/6 dengan CF pendek (pasangan batang kiri) dan CF panjang (pasangan tengah) vs. KyronMax 2330 baru dari Mitsubishi (pasangan kanan). Sumber | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

Juga memperkenalkan nilai CF/PA baru adalah unit operasi yang baru dibentuk dari Mitsubishi Chemical Holdings Group (MCHC) yang disebut Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc. (MCAM). Bisnis ini menggabungkan dua perusahaan sebelumnya yang dibeli oleh MCHC:Quadrant AG (Lenzburg, Swiss) — yang memproduksi komposit termoplastik tikar kaca dan bentuk termoplastik — dan Piper Plastics Inc. (Chandler, Arizona, AS) — pencetak injeksi yang berubah menjadi compounder yang memproduksi termoplastik karbon pendek yang dapat dicetak dengan injeksi (6 milimeter/24 K tow) yang disebut KyronMax. Matriks yang tersedia berkisar dari PA 6/6 dan polyphthalamide (PPA) melalui high-temperature polyetherimide (PEI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK) dan polyaryletherketone (PAEK). Dilaporkan, kombinasi kimia ukuran yang unik, modifikasi pers, dan pemrosesan yang sangat baik telah membantu senyawa ini menggantikan tidak hanya termoplastik kaca pendek dan kaca pendek/mineral dan termoplastik serat panjang (LFT), tetapi juga logam.

Ditampilkan di sini adalah nilai kekuatan tarik sebelum dan setelah pengujian saturasi air selama delapan minggu menggunakan standar PA 6/6 dengan CF pendek (pasangan batang kiri) dan CF panjang (pasangan tengah) vs. KyronMax 2330 baru dari Mitsubishi (pasangan kanan). Sumber | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

“Berkat interaksi aliran dan serat yang lebih baik, suku cadang yang dicetak dengan KyronMax tidak hanya memiliki tegangan internal yang lebih rendah dan orientasi serat yang lebih sedikit, tetapi juga memiliki sink dan lengkungan yang lebih sedikit, garis las yang lebih kuat, dan lebih akurat secara dimensi di bagian tebal atau tipis,” jelas Alex Wojtysiak, manajer akun utama MCAM komposit karbon termoplastik. “Digabungkan, teknologi ini telah membantu kami memperkenalkan senyawa struktural karbon pendek pertama di dunia yang dapat dicetak dengan injeksi yang menembus penghalang kekuatan tarik 60.000 psi [414 MPa].” Diperkenalkan di AutoEPCON, grade baru tersebut, yang disebut KyronMax ES 4240, adalah PPA karbon pendek 40 wt-%.

MCAM juga memperkenalkan lini seri 2300 S, yang menawarkan kinerja mekanis CF/PA 6/6 dengan penyerapan kelembapan yang lebih rendah dan ketahanan kimia yang ditingkatkan. Matriks digambarkan sebagai poliamida tetapi bukan PA 6/6 atau PPA.

Produk ketiga yang memulai debutnya di acara yang secara khusus dikembangkan MCAM untuk aplikasi underhood otomotif adalah grade CF/PPA dengan suhu lebih tinggi dengan suhu transisi kaca dan nilai suhu penggunaan berkelanjutan setinggi untuk PEEK.

Wojtysiak mengatakan bahwa Piper kekurangan sumber daya untuk menargetkan industri otomotif sendiri, tetapi sekarang karena tim tersebut adalah bagian dari Mitsubishi, tim ini secara khusus merumuskan nilai untuk dan mengerahkan orang untuk mencakup segmen ini.

AutoEPCON akan kembali pada tahun 2020 pada 20 April di Detroit Marriott Troy di Troy, Mich., A.S.