Motorkomponent av fiberarmerad plast 20 % lättare än aluminium
Biltillverkare förlitar sig idag på aluminium då det gäller att minska vikten på motorkomponenter som exempelvis cylinderblocket. I framtiden kommer biltillverkare att kunna uppnå ytterligare viktbesparingar genom att designa motorblock där vissa delar är tillverkade av fiberarmerad plast.
Lars-Fredrik Berg, projektledare och chef för forskningsområdet Lightweight Powertrain Design, i projektgruppen för nya drivsystem, säger att projektet använt sig av ett fiberförstärkt kompositmaterial för att bygga ett cylinderhölje för en en-cylindrig forskningsmotor.
-Cylinderhöljet väger cirka 20 procent lägre än motsvarande aluminiumkomponent, och kostar lika mycket, säger Berg. och tillägger att det verkar en självklar lösning, men involverar många tekniska utmaningar, eftersom de material som används måste kunna motstå extrema temperaturer, högt tryck och vibrationer utan att ta skada.
Bergs team använder en glasfiberarmerad fenolkomposit utvecklad av SBHPP, som uppfyller alla dessa krav och omfattar 55 procent fibrer och 45 procent harts. Höljet hade kunnat bli än lättare genom att använda en kolfiberförstärkt komposit, men då hade priset blivit betydligt högre.
Under sina försök har forskarna producerat komponenterna med hjälp av formsprutning och ett verktyg i vilket kompositmateralet härdat. Forskarna har analyserat processen med hjälp av datorsimuleringar för att bestämma den bästa metoden för injicering av materialet och för att kunna optimera prestandan hos den färdiga produkten.
Processen sägs vara kompatibel med massproduktionsscenarier och tillverkningskostnaderna betydligt lägre än för motordelar tillverkade av aluminium, inte minst eftersom flera av dagens efterbehandlingar blir historia.
Frauenhofer visar upp en prototyp av motorn vid årets Hannover mässa den 13-17 april.