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Apr 25, 2023

Resina PAI empregada na roda dentada do came

Funcionários da PlasticsToday | 29 de outubro de 2015 Uma resina de poliamida-imida (PAI) da Solvay

Funcionários da PlasticsToday | 29 de outubro de 2015

Uma resina de poliamida-imida (PAI) da Solvay Specialty Polymers (Alpharetta, GA) foi usada para substituir o metal convencional na fabricação de um design inovador de roda dentada para o projeto Polimotor 2. A Solvay é o principal patrocinador de material para este projeto técnico altamente antecipado, que visa projetar e fabricar um motor totalmente de plástico de última geração para corridas competitivas em 2016.

"O Torlon PAI da Solvay desempenhou um papel vital no sucesso de nosso primeiro motor Polimotor durante o início dos anos 1980; e a amplitude, o desempenho e a versatilidade da tecnologia de materiais da empresa definitivamente se expandiram desde então", disse o líder do projeto Matti Holtzberg, que também é presidente de Composite Castings (West Palm Beach, FL). "Os avanços contínuos da Solvay oferecem a base para uma inovação ainda maior no Polimotor 2 hoje, onde seu Torlon PAI preenchido com fibra de carbono permitiu o desenvolvimento de uma roda dentada mecanicamente forte, mas extremamente leve. tecnologia de materiais avançados que esperamos anunciar nos próximos meses."

As rodas dentadas do came estão presas a uma extremidade do eixo do came em um motor de combustão automotivo e, junto com a correia dentada, ajudam a manter o sincronismo entre o eixo do came e o virabrequim. Apesar da exposição constante a alto torque, temperaturas extremas e vibração, bem como sujeira, fluidos automotivos e sal da estrada, as rodas dentadas do came devem fornecer controle de sincronização preciso de forma confiável para manter o desempenho ideal do motor. Se essas rodas dentadas superaquecerem, lascarem, perderem a forma ou não funcionarem de forma confiável sob carga, tudo, desde a manivela até os pistões, pode rapidamente deixar de funcionar corretamente.

As rodas dentadas de came são normalmente feitas de aço sinterizado, alumínio ou, ocasionalmente, polímeros fenólicos termoendurecíveis. No entanto, o Polimotor 2 optou por moldar as rodas dentadas do came do motor usando o Torlon 7130 PAI reforçado com 30% de fibra de carbono da Solvay - uma classe de desempenho ultra-alto lançada pela Solvay muito depois da iteração anterior da Polimotor durante a década de 1980.

Como uma classe de materiais, o Torlon PAI da Solvay oferece a mais alta resistência, rigidez e resistência à fadiga de qualquer tecnologia termoplástica até 525° F (275° C). O Torlon 7130 PAI, em particular, oferece o equilíbrio ideal do portfólio dessas propriedades mecânicas, com uma resistência específica de 5,4 x 105 pol-lbf/lb (1,4 105 J/kg) e rigidez específica de 6 x 107 pol-lbf/lb ( 15 106 J/kg). O aço inoxidável, por outro lado, oferece resistência e rigidez específicas de 3,1 x 107 pol-lbf/lb (0,8 106 J/kg) e 9,7 x 107 pol-lbf/lb (24 106 J/kg), respectivamente.

Em termos práticos, isso permite que a roda dentada Polimotor 2 fabricada com Torlon 7130 PAI forneça propriedades mecânicas comparáveis ​​com uma redução de peso de 75 por cento em relação a uma roda dentada de aço inoxidável de tamanho semelhante que pesa 2,4 lb (1,1 kg).

Ao contrário dos metais, o Torlon 7130 PAI não conduz calor, ajudando a prolongar a vida útil da correia. Também elimina o potencial lascamento da roda dentada, o que pode ser uma preocupação ao usar materiais fenólicos porque são mais quebradiços. Por fim, o PAI de alto desempenho da Solvay oferece excelente resistência à fadiga e excelente desempenho ao desgaste em pressões e velocidades elevadas, diminuindo assim o ruído e a vibração, além de oferecer ampla resistência química a fluidos automotivos.

"A seleção inovadora de Torlon PAI de alta resistência, leve e resistente à fadiga em relação ao aço ou alumínio sinterizado tradicional foi fundamental para nossa capacidade de desenvolver um novo sistema de acionamento de trem de válvulas de última geração para o Polimotor 2", disse Fraser Lacy , especialista sênior em engenharia da Gates Corp.

O Torlon PAI e outros polímeros de alto desempenho da Solvay estão sendo fortemente adotados como uma opção de substituição de metal em motores automotivos, à medida que os OEMs se movem para reduzi-los e reduzi-los. Os polímeros avançados da Solvay oferecem maior eficiência por meio da redução de peso para permitir que os OEMs cumpram os regulamentos mais rígidos de economia média corporativa de combustível (CAFÉ) e os padrões de emissão de CO2 mais rígidos, ambos considerados as principais prioridades da indústria automotiva na próxima década.