Can plastic really replace metal? / Può davvero la plastica sostituire il metallo?

Can plastic really replace metal? /

 Può davvero la plastica sostituire il metallo?

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Polyphthalamide (aka. PPA, High Performance Polyamide) is a subset of thermoplastic synthetic resins in the polyamide (nylon) family defined as when 60% or more moles of the carboxylic acid portion of the repeating unit in the polymer chain is composed of a combination of terephthalic (TPA) and isophthalic (IPA) acids.^[1] The substitution of aliphatic diacids by aromatic diacids in the polymer backbone increases the melting point, glass transition temperature, chemical resistance and stiffness.^[2][3]

PPA based resins are molded into parts to replace metals in applications requiring high temperature resistance such as automotive powertrain components, the housing for high temperature electrical connectors and many other uses. As a plastic prototype manufacturer RP Technologies have seen an increase in requests for metal replacement plastics in the last 12 months. RP turn to their trusted partner EMS Grivory for their extensive knowledge to ensure they match customers’ specifications. EMS Grivory products are targeting metal replacement from the concept idea to the sustainable transformation into injection moulding. In the Automotive Industry the drivers behind metal replacement are the reduction of component cost and component weight, which can be achieved by intelligent integration of functions and also as a result of no post treatment processing.But the question we often hear around metal replacement in the modern day vehicle is; can plastic really replace metal? And is it possible to prove this before committing to production tooling?It is clear that metals have strong solid properties; however with impressive design techniques, high performance polymers are now challenging metals. Using sophisticated FEA and MF software component predictability is improving. There is a strong trend towards virtual component development and testing, which makes it possible to greatly shorten development times while achieving better component quality. However consideration has to be given at the start of a project for the prototype phase of introducing polyamides for metal replacement.Grivory HT Polyphthalamides (PPA) need to be processed correctly to ensure all the characteristics of the material are optimised. Incorporating this at prototyping phase by utilising aluminium tooling involves less risk as it’s a cheaper and faster process to produce prototype components for testing.One of RP Technologies’ specialities is processing high temperature metal replacement materials such as Polyphthalamides (PPA) whilst using aluminium prototype tooling. Their extensive experience in this field gives customers high quality, reliable prototype components.When processing PPAs there are many different factors that have to be taken in to consideration from a tooling point of view. The grade of aluminium used, how the temperature is controlled and the type of lubricant used on the tool to overcome the extremes of temperature (140°C – 180°C) have to be given serious consideration to ensure components are produced within the correct process conditions of the Polyphthalamides.If all of these conditions are correct, then a robustly designed part will have the structural integrity of the material which gives the moulded component its optimum condition. This results in prototype parts of production quality that can not only withstand full testing and development but also meet critical tight tolerances.Grivory PPAs are characterised by their high-performance properties. Technical injection moulded parts made from Grivory HT retain their shape even at high operating temperatures. Characteristics such as stiffness and strength, among the most important in metal replacement are achieved due to little change in property values after absorption of water.  In addition low warpage, good dimensional stability, chemical resistance & surface quality are possible.A great example of Grivory polyamides being utilised is for a new generation of adaptive front lights, the AFL (Adaptive Forward Lighting) system.AFL uses moveable lenses to enable the light to be dynamically adjusted to suit the road. The required manoeuvrability in the headlight unit, which weighs about 0.4 kg, is provided by a swivelling module made of Grivory HT1. This component is exposed to temperatures of up to 150°C for long periods. To guarantee precise angling of the light cone, the swivelling module must not become deformed, nor must any vibrations impair the functioning of the lighting system. Grivory HT1, with its extremely high rigidity, durability and heat resistance, offers the required level of performance for this demanding application where tolerances must be kept to a minimum.

ITALIANO

Poliftalammide (alias. PPA, alta poliammide Performance) è un sottoinsieme di resine sintetiche termoplastiche della famiglia (nylon) poliammide definita come quando  il 60% o più moli della porzione di acido carbossilico dell'unità ripetitiva nella catena polimerica è composta da una combinazione di tereftalico (TPA) e acidi isoftalico (IPA). La sostituzione di diacidi alifatici da diacidi aromatici nella catena polimerica aumenta il punto di fusione, la temperatura di transizione vetrosa, la resistenza chimica e la rigidità.

Le resine a base PPA sono modellate in parti per sostituire i metalli in applicazioni che richiedono elevata resistenza alla temperatura, quali componenti della catena cinematica automotive, l'alloggiamento per connettori elettrici ad alta temperatura e molti altri usi. In qualità di produttore prototipo di plastica RP Technologies hanno visto un aumento delle richieste per materie plastiche sostituzione dei metalli negli ultimi 12 mesi. EMS Grivory prodotti stanno prendendo di mira la sostituzione dei metalli dal concetto dell'idea alla trasformazione sostenibile in stampaggio ad iniezione. Nel settore automobilistico le proprietà che stanno dietro la sostituzione dei metalli sono la riduzione dei costi dei componenti e il peso dei componenti, che può essere raggiunto attraverso l'integrazione intelligente delle funzioni e anche come risultato di nessun trattamento post processing. Ma la domanda che sentiamo spesso in giro per la sostituzione di metallo nel moderno veicolo giorno è; può davvero la plastica sostituire il metallo? Ed è possibile dimostrare questo prima di impegnarsi in attrezzature di produzione E 'chiaro che i metalli hanno forti proprietà del solido; ma con tecniche di progettazione impressionanti, polimeri ad alte prestazioni possono  ora sostituire metalli difficili. Vi è una forte tendenza verso lo sviluppo del componente virtuale e del test, che permette di ridurre notevolmente i tempi di sviluppo, ottenendo una migliore qualità dei componenti. Tuttavia la considerazione deve essere presa in considerazione all'inizio di un progetto nella fase di studio del prototipo da introdurre con poliammidi per la sostituzione dei metalli. Grivory HT Polyphthalamides (PPA) devono essere elaborati correttamente per assicurare che tutte le caratteristiche del materiale siano ottimizzate. Incorporando questo nella fase di prototipazione, utilizzando utensili in alluminio comporta meno rischi in quanto è un processo più economico e veloce per la produzione di componenti di prototipo per le prove. Una delle specialità di RP Technologies 'è la lavorazione di materiali di ricambio in metallo ad alta temperatura, come Polyphthalamides (PPA) durante l'utilizzo di alluminio come prototipo utensili . La loro vasta esperienza in questo campo offre ai clienti di alta qualità, affidabili PPA con elaborazione di prototipo di componenti. Ci sono molti fattori diversi che devono essere presi in considerazione da un punto di vista degli utensili. Il grado di alluminio utilizzato, come viene controllata la temperatura e il tipo di lubrificante utilizzato sullo strumento per superare le temperature estreme (140 ° C - 180 ° C) devono essere presi in seria considerazione per garantire che i componenti siano prodotti all'interno del processo come corrette condizioni del Polyphthalamides. Se tutte queste condizioni sono corrette, allora una parte del progetto del solido avrà l'integrità strutturale del materiale che conferisce al componente stampato la sua condizione ottimale. Ciò si traduce in prototipi di qualità della produzione che possono non solo superare la completa serie di test e sviluppo, ma anche soddisfare le tolleranze del PPA . I prodottii si caratterizzano per le loro proprietà ad alte prestazioni. I pezzi di  Grivory stampati ad iniezione mantengono la loro forma anche ad alte temperature di esercizio. Caratteristiche come la rigidità e la resistenza, proprietà  tra le più importanti in sostituzione dei metalli vengono raggiunte a causa del piccolo cambiamento dei valori dopo l'assorbimento di acqua. Inoltre la bassa deformazione, la buona stabilità dimensionale, la resistenza chimica e la qualità della superficie sono possibli. Un grande esempio di uso di poliammidi Grivory  è per una nuova generazione di fari anteriori adattivi, il sistema AFL (Adaptive Forward Lighting). AFL usa lenti mobili per consentire alla luce di essere regolata dinamicamente per adattarsi alla strada. La manovrabilità prescritta nel gruppo ottico, che pesa circa 0,4 kg, è fornita da un modulo girevole in Grivory HT1. Questo componente è esposto a temperature fino a 150 ° C per lunghi periodi. Per garantire la precisa angolazione del cono di luce, il modulo girevole non deve deformarsi, né le vibrazioni devono compromettere il funzionamento del sistema di illuminazione. Grivory HT1, con la sua rigidità estremamente elevata, durata e resistenza al calore, offre il livello di prestazioni richiesto per questa applicazione esigente in cui le tolleranze devono essere ridotte al minimo.

Da:

http://www.theengineer.co.uk/supplier-network/product/can-plastic-really-replace-metal-2/?cmpid=src_matchem_2539427