Пластики в конструкциях электромобилей: создатели модели BMW i3 использовали материалы и «ноу-хау» BASF

Полиамид (ПА) Ultramid® использован в новой конструкции сидений Многофункциональное усиление кузова изготовлено из полибутилентерефталата (ПБТ) Ultradur®; Самонесущий каркас заднего сиденья изготовлен из полиуретана Elastolit®; Полиуретановый продукт Elastolit® D использован в конструктивном усилении каркаса крыши

Ассортимент продукции, выпускаемой Группой BMW , пополнился новой моделью электромобиля BMW i 3. Концерн BASF предоставил партнёрам из BMW своё обширное конструкционное «ноу-хау», а также выступил в качестве поставщика пластиковых материалов для некоторых инновационных компонентов этого электромобиля. Речь идёт о спинках передних сидений, об элементах усиления кузова, изготовленного из углеволоконного композита, и о каркасе заднего сиденья.

«Объединив все наши компетенции в области пластмасс в рамках сегмента специальных материалов, мы получили возможность предлагать индивидуализированные решения производителям инновационной продукции (таким, как Группа BMW и её поставщики из разных стран мира), а также содействовать им в разработке компонентов», – сказал Раймар Ян, руководитель подразделения специальных материалов в составе концерна BASF . – «Выпустив на рынок модель BMW i 3, Группа BMW совершила настоящий " прорыв " на пути прогресса автомобилестроительной отрасли, а " умные " решения от BASF внесли значительный вклад в успешную реализацию данного проекта».

Спинки сидений изготовлены из полиамида

Спинки двух передних (водительского и пассажирского) сидений BMW i 3 стали первыми структурными компонентами,  изготовленными из полиамида методом литья под давлением, без покрытия, имеющими видимую поверхность в интерьере транспортного средства. Эта лёгкая «гибридная» конструкция, вес которой составляет всего 2 кг, воплотила в себе разнообразное «ноу-хау» от специалистов BASF . Выполняющая сразу несколько функций спинка сиденья изготовлена из компаунда на основе полиамида 6, обладающего высокой устойчивостью к воздействию УФ-излучения, который был разработан специально для данной области применения ( Ultramid ® B 3 ZG 8 UV ). Наряду с достаточной жесткостью, этот продукт производства BASF обладает показателями удлинения и прочности, отвечающими требованиям Группы BMW к механическим характеристикам материала – и всё это в широком интервале температур (от -30° C до +80° C ).

Спинка сиденья приобрела свою окончательную сложную форму, главной особенностью которой является малая толщина, благодаря тому, что уже на ранних этапах проектирования был задействован универсальный инструмент моделирования Ultrasim ®, разработанный специалистами BASF . Точное численное моделирование материалов, использованных при изготовлении спинок сидений, рычага переключения и направляющих для ремней безопасности привело к полному соответствию «расчётного» поведения материалов в аварийных ситуациях с результатами последующих крэш-тестов. При этом оптимизация выполнялась на компьютере на ранних этапах, что позволило обойтись без дальнейших модификаций при разработке компонентов. Моделирование при различных положениях кресел, температурах и нагрузках с помощью инструмента Ultrasim ® способствовало получению новой моделью всех сертификатов, которые требуются по закону.

Можно добавить, что производство данной конкретной марки Ultramid ® сопряжено с незначительными объёмами выбросов в окружающую среду. Этот материал очень устойчив к царапанию, а также обладает превосходным качеством поверхности. Последнее обстоятельство даёт возможность использовать его для изготовления видимых элементов конструкции сидений. Что касается рычагов регулировки кресел, то к ним предъявляются повышенные требования в плане поведения в аварийных ситуациях. Поэтому в качестве материала для данных элементов была выбрана специальная марка Ultramid ® Structure B 3 WG 8 LF (с усилением из непрерывного стекловолокна).

Многофункциональные элементы кузова изготовлены из ПБТ

Углекомпозитный кузов электромобиля BMW i 3 включает в себя изготовленные из ПБТ (полибутилентерефталата) структурные детали, размещённые между внутренней и наружной оболочками. Самой крупной и первой в своём роде такой деталью является так называемый «встроенный компонент», который находится между углеволоконными оболочками в районе заднего сиденья. Помимо принятия нагрузок в аварийных ситуациях этот компонент выполняет функцию разделителя двух оболочек, а также формирует проём для бокового стекла. Здесь в качестве конструкционного материала идеально подходит ПБТ марки Ultradur ® B 4040 G 6, который сохраняет стабильность, независимо  климатических условий, и обладает требуемым сопротивлением продольному изгибу. Выполненное инженерами BASF моделирование внесло большой вклад в работу по уменьшению деформаций и достижению такой ориентации стекловолокна, которая адекватна возникающим нагрузкам. Компонент, о котором идёт речь, изготавливается способом литья под давлением, и включает в себя несколько меньших по размеру компонентов, которые уже были разработаны ранее. Такое решение позволило упростить работу и уменьшить затраты. Кроме того, ещё более 20 изготовленных из Ultradur ®  мелких компонентов общим весом около девяти килограммов интегрированы в различные части кузова BMW i 3. Они выполняют функцию армирования и способствуют достижению желаемых акустических характеристик.

Каркас заднего сиденья включает углеволоконные материалы и полиуретановую матрицу

Самонесущий каркас заднего сиденья электромобиля BMW i 3 изготавливается из полиуретана Elastolit ® производства концерна BASF . Здесь, впервые в серийном автомобилестроении, углеволоконные материалы комбинируются с полиуретановой матрицей. Данный компонент несёт на себе несколько функций, включая чашкодержатель и поддон. Предложенное решение позволило облегчить конструкцию и уменьшить объём сборочных работ. В числе важных характеристик материала   Elastolit ® следует назвать широкое технологическое «окно», а также высокую усталостную прочность и устойчивость к повреждениям. Благодаря особым свойствам полиуретанового материала деталь из Elastolit ® отвечает строгим требованиям по аварийной безопасности, предъявляемым Группой BMW – несмотря на то, что толщина её стенок составляет всего 1,4 мм.

Пеноматериал , упрочняющий каркас крыши

Полиуретановый конструкционный материал Elastolit ®  D используется в качестве упрочнения для всего каркаса крыши BMW i 3 (включая переднюю стойку кузова). Этот устойчивый к давлению пеноматериал входит в состав многослойного («сэндвичного») композита, и придаёт конструкции дополнительную структурную жесткость.

Другие элементы конструкции, изготовленные из пластиков производства BASF

Конструкция электромобиля BMW i 3 включает в себя много других элементов, изготовленных из пластиков производства концерна BASF , которые уже хорошо зарекомендовали себя в автомобилестроительной отрасли:

- Сюда относятся различные пластмассовые ( Ultramid ® , Ultradur ® , полиуретаны) детали электротехнических и электронных устройств – например, блок предохранителей из пластика Ultramid ® B 3 ZG 3, который отвечает повышенным требованиям по жесткости и прочности на растяжение; высоковольтный соединитель из пластика Ultramid ® A 3 EG 6; оболочки кабелей и кабельные уплотнения из полиуретанов Elastollan ® и Elastoflex ® .

- Если говорить об элементах интерьера транспортного средства, то здесь полужесткий полиуретановый материал Elastoflex ® E используется в конструкции приборной панели, а пластик Ultramid ® B 3 ZG 3 – в оболочке задней стойки.

-Два наименования пенополиуретановых продуктов из линейки Elastoflex ® E , используемые в конструкции крыши, способствуют улучшению акустики в салоне, а также служат в качестве «сердцевины» многослойного композита для обивки, обладающего превосходной термоформуемостью и высокой жесткостью. Преимущества материалов Elastoflex ® E в плане акустических характеристик обусловлены их очень малой плотностью и наличием «открытых» ячеек в структуре этих пенополиуретанов.

-Устойчивая к ультрафиолету и погодным воздействиям полиуретановая система для окантовки стёкол Elastolit ® R 8919 нашла своё применение при изготовлении раздвижной крыши транспортного средства (необязательная опция). Материалом для рамы этой раздвижной крыши служит устойчивый к деформациям продукт Ultradur ® B 4040 G 6 (смесь ПБТ/ПЭТ).

-Подвески переднего и заднего мостов BMW i 3 дополнительно укомплектованы лёгкими упругими элементами, изготовленными из специального микроячеистого эластомера Cellasto ®.

Добавим, что сотрудники производственного подразделения компании BASF Coatings внесли свой вклад в необычный дизайн электромобиля BMW i 3. Компания BASF Coatings поставляет на предприятие BMW в г. Лейпциге линейку базовых покрытий в четырёх цветовых вариациях. Эта продукция отвечает требованиям, предъявляемым как к содержащимся компонентам, так и к используемым технологиям покраски.

Подробная информация о продуктах:

www . plasticsportal . eu

www.polyurethanes.basf.de

www.basf-coatings.com

О концерне BASF

BASF – лидер мировой химической отрасли: The Chemical Company . Портфель предложений концерна включает химикаты, пластмассы, специальные химикаты, средства защиты растений, а также нефть и природный газ. В своей деятельности мы сочетаем экономические успехи, социальную ответственность и бережное отношение к окружающей среде. Опираясь на научные достижения и инновации, мы помогаем нашим клиентам решать текущие и перспективные задачи, стоящие перед обществом. Высококачественные продукты и системные решения от BASF вносят вклад в сбережение ресурсов планеты, в обеспечение ее жителей здоровым питанием и продовольствием, в улучшение качества жизни. Такой подход отвечает нашему корпоративному девизу: «Мы создаём химию в целях устойчивого будущего». Объем продаж концерна BASF в 2013 г. составил около 74 млрд. евро, а общее число сотрудников превысило 112 тысяч человек. Более подробная информация о концерне BASF представлена в сети Интернет по адресу: www . basf . com .

P-14-176