Zastępowanie metali tworzywami sztucznymi w produkcji misek olejowych jest coraz powszechniejsze. Z przyczyn historycznych, jak dotąd preferowanym tworzywem sztucznym zawsze był poliamid 6.6, jakkolwiek nowsze projekty stawiają jednak na poliamid 6 jako alternatywę, która zapewnia wysoką jakość, ale jest nieco tańsza. Najnowszym projektem tego rodzaju jest miska olejowa do nowego sześciocylindrowego silnika typu bokser do pojazdu porsche 911 carrera, wyprodukowana z tworzywa Durethan koncernu Lanxess. Miska olejowa została zaprojektowana w ścisłej współpracy ze spółką Polytec i Porsche.- Część ta spełnia specyficzne wymagania dotyczące integracji różnych funkcji, niskiej masy i taniej produkcji, które stawia się przed nową generacją silników - wyjaśnia Jorge Soares, kierownik projektu zajmujący się tą bardzo złożoną częścią w spółce Polytec Plastics Germany GmbH & Co KG z siedzibą w Lohne.
W badaniu przeprowadzonym dla Porsche koncern Lanxess udowodnił wykonalność produkcji misek olejowych z poliamidu 6. Przeprowadzono między innymi badania starzenia materiału, aby określić wytrzymałość tego termoplastycznego tworzywa przy narażeniu na działanie takich czynników, jak nowy i zużyty olej silnikowy. Przeprowadzono również badanie trwałości w czasie przechowywania dla wysoko wzmocnionych gatunków Durethanu o wysokiej płynności, stabilnych w warunkach hydrolizy i wysokich temperatur. W ramach tego badania próbki przechowywano przez 3 tysiące godzin w temperaturze 150°C.
- Wyniki testu pokazują, że proces starzenia stabilizowanych termicznie gatunków poliamidu 6 jedynie nieznacznie odbiega od procesu starzenia stabilizowanego termicznie poliamidu 6.6 pod względem wytrzymałości na rozciąganie, modułu Younga, wydłużenia przy zerwaniu i udarności - mówi Christof Boden, ekspert w dziedzinie zastosowań w obrębie komory silnika w koncernie Lanxess. - W związku z tym odpowiednio zoptymalizowane związki poliamidu 6 idealnie nadają się do produkcji części, które mają kontakt z olejem silnikowym.
Miska olejowa do porsche 911 carrera składa się z górnej i dolnej części wykonanych z tworzywa Durethan BKV 30 H2.0 koncernu Lanxess o 30-procentowej zawartości włókna szklanego. Górna część jest połączona za pomocą śruby z elementem nośnym przewodu, który również jest wykonany z poliamidu 6. Użycie tworzywa sztucznego zamiast aluminium oznacza, że wiele funkcji można ukształtować bezpośrednio podczas formowania wtryskowego, integrując je z daną częścią. Pomogło to zmniejszyć liczbę oddzielnych części, które trzeba wyprodukować i zamontować w powiązaniu z miską olejową, z czternastu w przypadku części metalowych do zaledwie ośmiu. Liczba etapów montażu silnika została zredukowana z ośmiu do dwóch. Na przykład panel przegrody został zintegrowany z dolną częścią miski olejowej i nie musi być instalowany oddzielnie za pomocą uszczelki. Przewód powrotu oleju turbosprężarki, separator oleju i odolejacz powietrza są ponadto zintegrowane w ramach elementu nośnego przewodu.
Poliamid 6 pomógł zmniejszyć masę górnej i dolnej części miski olejowej do odpowiednio 1,3 kg i 1,8 kg. Ogólnie rzecz biorąc, miska olejowa z tworzywa sztucznego jest o dwa kilogramy lżejsza niż jej aluminiowy odpowiednik, ze względu na niższą gęstość materiału i zoptymalizowaną grubość ścianek.
Najważniejszym argumentem przemawiającym za produkcją misek olejowych metodą formowania wtryskowego jest ogromny potencjał, jaki proces ten zapewnia, jeżeli chodzi o integrowanie funkcji elementów i redukcję kosztów. Jako że części są produkowane w ramach jednego etapu, nie ma ponadto potrzeby przeprowadzania skomplikowanych prac wykończeniowych takich jak stępianie krawędzi części z aluminiowego odlewu. Niższe koszty energii to kolejna zaleta przemawiająca za produkcją części formowanych wtryskowo.
