Magneti Marelli, türünün ilk örneği olan bu karbon fiber parçayı yaratmak için termoplastik tedarikçisi Solvay ile işbirliği yaptı.
Otomobil üreticileri, yeni araçların ağırlığını azaltma çabasıyla gittikçe yüksek dallardaki meyvelere ulaşmak için sıçrarken, gelişmiş malzemeler ve üretim süreçleri maliyet kısıtlamalarıyla karşı karşıya kaldı.
Magneti Marelli’nin çözümü, %40 geri dönüştürülmüş malzeme içeren karbon fiber kullanmaktır. Yararlı ömürlerinin sonundan dönen bol miktarda karbon fiber ürün olmadığından, geri dönüştürülmüş karbon fiber normalde diğer parçalar için üretim proseslerinden geri kazanılan fazla malzemedir.
Göbek taşıyıcıları veya süspansiyon direkleri olarak da bilinen otomotiv direksiyon mafsalları, aracın ağırlığını destekler. Ayrıca parça boyunca aktarılan direksiyon ve fren kuvvetlerine karşı koyan kuvvetler nedeniyle tipik olarak ağır parçalardır.
Geleneksel Yaklaşıma Bir Alternatif Olabilir
Bunlar geleneksel olarak dökme demirden yapılmıştır. Dökme alüminyum, çoğunlukla pahalı spor arabalarda kullanılan nadiren görülen hafif bir alternatiftir. Bu maliyet kısıtlaması göz önünde bulundurulduğunda, karbon fibere geçme fikri gerçekçi olmayabilir. Ancak Magneti Marelli bu bileşenle bir çözümü olduğunu düşündüğünü söylüyor.
Magneti Marelli’nin İleri Malzeme Uygulama Mühendisi, Kompozit Uzmanı ve Proje Lideri Salvatore Sottile, “Bu projedeki ilk fikrimiz, karbon fiber laminatların gerçekten yüksek mekanik performansını enjeksiyon kalıplama ile elde edilebilecek çok karmaşık geometri ile birleştirmekti,” dedi. “Geri dönüştürülmüş karbon elyaf kullanımı, üretim sürecinde ürünün kendi maliyetini düşürmemizi ve çevresel ayak izimizi azaltmamızı sağlıyor. Alüminyum muadili ile karşılaştırıldığında hafif hedefe ulaşma fırsatı da göz ardı edilemez.”
Karbon fiber kullanma fikrine ek zorluklar getiren bir özellik olan, karmaşık şekilleri nedeniyle normalde direksiyon mafsalları için döküm kullanılır. Magnetti Marelli, kompozitlerin gücünü enjeksiyonla kalıplanmış malzemelerin şekillendirilebilirliğiyle birleştirmek için Solvay’ın Kompozit Malzemeler Küresel İş Birimi ile çalıştı.
Karbon fiber mafsal, karmaşık, yüksek mukavemetli malzemelerin kalıplanması için uygun yüksek hacimli, yüksek basınçlı bir yöntem olan Gelişmiş Levha Kalıplama Sıkıştırma (ASMC) kullanılarak yapılır. Ortaya çıkan parça, geleneksel karbon fiber kadar güçlüdür ve çatlamaya karşı daha da dirençlidir. Normal dökme demir ile karşılaştırıldığında, Magneti Marelli mafsal %50 daha hafiftir. Alüminyum muadilinden ise %25 daha hafiftir.
Elbette, bu geleneksel malzemelerin dayanıklılığı iyice kanıtlanmıştır. Bu nedenle Magneti Marelli’nin Ride Dynamics ekibi süspansiyon mafsalının dayanıklılığını doğrulamak için kapsamlı testler, analizler ve doğrulama gerçekleştirmiş ve 1500 tonluk bir pres kullanarak prototipler geliştirmiştir.
Karbon Fiber – ASMC Bileşimi
Kesilmiş karbon elyafın ASMC ile kombinasyonu, tek seferlik, net şekilli bir süreçte üretilebilen performans gereksinimlerini karşılayan karmaşık yapısal parçalara izin verir. Bu da Magneti Marelli’nin otomotiv üretimi için uygun olarak tanımladığı döngü sürelerini sağlar.
Parça, Solvay’ın Amodel PPA termoplastik bileşiği ve Evolite PPA termoplastik kompozitlerinin bir kombinasyonunu kullanarak sıkıştırmalı kalıplama ve üst kalıplama işlemlerini kullanır. Bu ürünler, bu direksiyon mafsalı gibi yüksek sıcaklıklı otomotiv fonksiyonel uygulamaları için özel olarak geliştirilmiştir.
