مركبات ألياف الكربون عالية الأداء تحل محل الألومنيوم في صمامات التحكم في الزيت

قامت إحدى شركات تصنيع السيارات في آسيا بتغيير المواد التقليدية التي تتحكم في صمامات التحكم في زيت مدخل المحرك والعادم، بدلاً من الألومنيوم باستخدام مواد مركبة مقواة بألياف الكربون.
هذا الصمام، المصنوع من مواد بلاستيكية حرارية عالية الأداء (اعتمادًا على حجم المحرك، ما يقرب من 2-8 صمامات لكل مركبة)، يقلل بشكل كبير من تكلفة ووزن تصنيع المركبة ويحسن استجابة المحرك.

في الفترة من 5 إلى 7 سبتمبر 2018، ستستضيف ميامي مؤتمر المركبات السيارات التابع للجمعية الأمريكية لمهندسي البلاستيك (SPE Acce)، وسيُظهر للناس نوعًا جديدًا من الراتنج يسمى "Sumiploy CS5530"، ويتم إنتاج المادة بواسطة شركة Sumitomo Chemical Company في طوكيو، اليابان، والشركة مسؤولة عن المبيعات في السوق الأمريكية الشمالية.

تتميز راتنجات Sumiploy بتركيبة فريدة، مصنوعة من إضافة ألياف الكربون المفرومة ومواد مضافة إلى راتنج PES الذي تنتجه شركة سوميتومو، مما يُحسّن بشكل كبير من مقاومة التآكل وثبات أبعاد المادة. ويُقال إن هذا المركب يتميز بمقاومة ممتازة للحرارة، وثبات أبعاد جيد، ومقاومة طويلة الأمد للزحف على نطاق واسع من درجات الحرارة، وقوة تحمل جيدة للصدمات، ومجموعة من الخصائص الممتازة، مثل المقاومة الكيميائية للمركبات العطرية مثل البنزين والإيثانول وزيت المحرك، ومقاومة طبيعية للهب، ومقاومة عالية للتشقق الناتج عن الإجهاد البيئي (ESCR).

بخلاف العديد من المواد البلاستيكية الحرارية الأخرى عالية الحرارة، يتميز مركب Sumiploy CS5530 بسيولة عالية، مما يُسهّل تشكيل أشكال هندسية ثلاثية الأبعاد عالية الدقة. في التطبيق العملي لصمام التحكم، يجب أن تلبي مركبات Sumiploy CS5530 المتطلبات الهندسية لدقة أبعاد فائقة (10.7 مم ± 50 مم أو 0.5%)، وثبات حراري يتراوح بين 40 و150 درجة مئوية، ومعامل احتكاك منخفض، ومقاومة كيميائية للزيت، ومقاومة ممتازة للتعب والزحف. لا يُقلل تحويل الألومنيوم إلى مركبات بلاستيكية حرارية من تكلفة الإنتاج فحسب، بل يُحسّن أيضًا بشكل كبير من معايير الأداء وخفة الوزن لمحركات السيارات. منذ إطلاقه في عام 2015، يُستخدم هذا المكون تجاريًا كمادة بلاستيكية حرارية، ويمكن إعادة تدويره بالصهر وإعادة المعالجة.

بالإضافة إلى تطبيقات السيارات، تُعدّ راتنجات Sumiploy مناسبةً أيضًا للمكونات الكهربائية والإلكترونية والفضائية، حيث تُستبدل بالفولاذ أو الألومنيوم المُشَكَّل آليًا، بالإضافة إلى مواد أخرى عالية الأداء من اللدائن الحرارية مثل PEEK، وبولي إيثر كيتون (PAEK)، وبولي إيثر إيميد (PEI). مع أن هذه التطبيقات ليست محور اهتمامنا، إلا أن راتنجات Sumiploy تُقلّل الاحتكاك مع الأسطح المتطابقة في بيئة منخفضة البلل، كما يُحسّن دمج الأجزاء المصبوبة بالحقن عالية الدقة من وظائف المادة ويُخفّض تكاليف الإنتاج. تُعدّ راتنجات Sumiploy مثاليةً لاستبدال المعادن في مكابس صمامات التحكم في الزيت، ومكابس صمامات الملف اللولبي، وشفرات ومكابس أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، بالإضافة إلى التروس الصناعية، والبطانات والمحامل الخالية من التزييت.