Nordiske komposittdager i Sandefjord 2006 Kompositer i bilar Åke Nylinder

Transkript

1 Norge 2006 Nordiske komposittdager i Sandefjord 2006 Kompositer i bilar Åke Nylinder WHERE IS POLYTEC GROUP LOCATED POLYTEC HOLDEN GREAT BRITAIN SVENSK KOMPOSITUTVECKLING SWEDEN POLYTEC INTERIOR GREAT BRITAIN POLYTEC COMPOSITES SWEDEN POLYTEC AVO BELGIUM POLYTEC INTERIOR POLAND POLYTEC FOHA CANADA POLYTEC RENTROP GERMANY POLYTEC FOHA USA POLYTEC INTERIOR GERMANY POLYTEC AUTOMOTIVE POLYTEC RIESSELMANN LOHNER LACKIERWERK GERMANY POLYTEC THELEN GERMANY POLYTEC HEADQUARTERS POLYTEC FOR CAR STYLING AUSTRIA POLYTEC EMC ENGINEERING POLYTEC ELASTOFORM AUSTRIA POLYTEC THERMOPLAST GERMANY POLYTEC INTERIOR GERMANY POLYTEC INTERIOR SPAIN POLYTEC COMPOSITES ITALY POLYTEC INTERIOR SOUTH AFRICA

2 Varför använder vi kompositer i bilar? Viktsbesparing Kostnadsbesparing Ytbehandlingsfördelar (korrosion) Låga verktygskostnader Integrering (många detaljer blir en) Personalreduktion Tystare Lägre totalt energiinnehåll VAD ÄR MÖJLIGT ATT SPARA I VIKT MED KOMPOSITER? 30 till 80% viktsreduktion i jämförelse med stål Med enkel glasfiber komposit, som SMC blir besparingen 30% Med kolfiber komposit blir besparingen upp till 80%.

3 Utveckling av sportutrustning 1965 Trä 0,385 kg 1975 Aluminium 0,395 kg Är det möjligt idag att köpa ett icke komposit racket av hög kvalité? Samma trend finns också inom flyg och båt industrin Komposit 0,285 kg Hur kommer bilarna att framdrivas år 2020? Och vad kostar bensinen?

4 Framdrivning på kort och långsikt Hybrid drift i form av el i kombination med bensin/diesel och gas kommer att öka för att minska bränsleförbrukning. Nya bränslen kommer Kort sikt: Alkohol Mellan sikt: Gas som CNG och biogas Lång sikt: Vätgas El (Alkohol kräver tre gånger så stora arealer som biogas) Alla dessa nya bränslesystem kommer att öka vikten på fordonet. Slutsatsen blir att ett ännu större fokus kommer att läggas på vikten

5 Fakta 100 kg viktsbesparing är likvärdigt som 0,5liter/100 km i medelförbrukning vid blandad körning för dagens bilar. Om bilköparen använder bilen km 0,5 x = 750 liter bränsle i besparing Om bensinpriset är 20kr/litern: 750 x 20 = Kr SLUTSATS 1 KG VIKTSREDUKTION ÄR FÖR BILKÖPAREN VÄRT 150 KR Specialbilar som bygger på standard bilar, måste bli lättare för att klara typkodkännande. Kontentan av artikeln är: Om patienten väger över 110 kg har bilen körförbud.

6 Elastomer 5% Vätskor 4% gjutjärn 3% Glas 2% Övrigt 6% Materialfördelning VW Passat 2006 Källa: Polymotive april 2006 Aluminium 13% Plast/kompositer 14% Stål 53% Elastomer 5% Vätskor 4% gjutjärn 3% Glas 2% Övrigt 6% Materialfördelning VW Passat 2006 Källa: Polymotive april 2006 Aluminium 13% Plast/kompositer 14% Stål 53% 1985: Plast och Komp 6% Stål 73% Aluminium 2%

7 Färg och vätskor 5% Vilka beståndsdelar har en europeisk bil? Motor och drivlina 16% Chassis 22% Inredning och isolering 13% Glas och lister 7% El och electronik 5% Kaross och stötfångare 32% Inredning 13% av vikten Många kompositdetaljer idag Stolar: Termoplastkompositer Bakrygg 5 D: Termoplastkompositer med riktad armering Stomme I-bräda: Termoplastkompositer Stomme till taklucka: SMC Lasstrummsgolv: Sandwich konstruktioner Naturfiberkompositer i alla paneldetaljer Kommande: Strukturell hatthyllemodul: Termoplastkompositer formpressning av termoplastkompositer för innertak och inredningsdetaljer Mittkonsol: LFT GMT Integration av många detaljer till en modul

8 Sitsram till Volvo V70 i GMT Stomme instrumentbräda i LFT sitter på Mercedes

9 Hatthylla i naturfiberkomposit till BMW 3 Instrumentbrädeförstärkning till Ford och Volvo

10 Forpressning av SymaLITE ett uppskummat GMT Sparar mycket vikt 2000 g/m 2 Load floors Total Area Weight Trunk liners Door bolster Package Trays Headliners 800 g/m 2 KNEE BOLSTER Utvecklingsprojekt genofört av Lear Corporation and Polytec Composites 50% weight reduction ENERGIABSORPTION MED INTELLIGENT RIBBUTFORMNING MATERIAL: D-LFT

11 Kaross och stötfångare 32% av vikten Ett expanderande område Stötfångarbalkar: SMC, GMT Reservhjulsbalja: GMT, SMC Bakdörrar: SMC och kombinationer GMT/LFT formsprutning. Bakluckor: SMC upp till per år Motorhuvar: Låga volymer SMC, problem med ytor Specialbilar och några få udda bilar har hela karossen i komposit, speciellt kolfiber. Kommande: Mellanbräda: Termoplastkompositer Hatthyllemodul: Bärande delen av hatthyllan Stötfångarbalkar: Termoplastkomposit med riktad armering Specialbilar: med låg vikts ombyggnader kolfiber Vari Materialkombinationer: Aluminium -- Komposit Volvo S 80 Ambulans, första helbilsgodkända ambulansen i Europa Hela påbyggnaden Är byggd i komposit 150 to 200 kg viktsbesparing i jämförelse med traditionellt sätt att bygga

12 MOTORHUVAR jämförelsen är en huv i samma storlek Stål SMC Aluminium Hybrid Aluminium/Komposit Kolfiber 18,7 kg 14,2 kg 9,3 kg 9,2 kg 4,2 kg SMC huv Steel huv Aluminium huv Kolfiber huv Kombination av formsprutad termoplast och GMT/LFT

13 Exempel på detaljer i SMC Bakdörr från Volvo Baklucka från Mercedes Reservhjulsbalja här till Mercedes

14 Stötfångarbalk i komposit SICOMP, VCC, SAAB, PCS, Engtex BMW M3 50% lättare än Al

15 Chassis 22% av vikten Få detaljer i komposit. Idag sker en transformation från stål till aluminium. Detta är bra för kompositer. Idag är vi konkurrenskraftiga mot aluminium. Aluminium kostar över 20 kronor per kilo, som råvara. GMT med glasfiber: 25 kronor per kilo D-LFT med glasfiber: 15 kronor per kg SMC med glasfiber: 18 kronor per kg D-LFT och GMT har lägre produktionskostnad än aluminiumdetaljer. Svårigheten är att våga byta material från aluminium som man känner. Utvecklingsprojekt på nittio talet tillsammans med Volvo Motorupphängning i termoplastkomposit Fjädringssystem i härdplastkomposit Prototype

16 Motor och drivlina 16% av vikten Få detaljer i komposit Ventilkåpa, insugningsrör personbilar: Formsprutat PA med glasfiber Ventilkåpa lastbilar: SMC och formsprutad PA Oljesumpar lastbilar: SMC och formsprutad PA Kommande: Oljesump i termoplastkomposit Tankar för naturgas eller biogas ENGINE PARTS IN SMC

17 Batteri hylla i GMTex Utveckling Idag i stål Termoplastkomposit 20 kg 9 kg Based on Geometry of MS (Battery Box M500) Lock till bakre subframe på Volvo V70,S60 mfl Volvo XC, AWD Teknologi: GMT-stamping med kontinuerlig glasfiberarmering. GMTex 1:1-45 Material: Polypropylene med glasfiber. Fördelar: Bättre utmattningsegenskaper än gjuten aluminium. Lägre vikt än gjuten aluminium Viktig detalj för vridstyvheten av bakre subframe på fyrhjulsdriva bilar. Skyddar mot smuts och stenskott.

18 Materialtrender SMC VARI/ RTM Kolfiber D-LFT GMT Formpressning av TK Svagt nedåt, bara exteriör ökar Svagt uppåt, många lågserieprojekt startar Uppåt, Många lätta specialbilar på gång Kraftigt uppåt Svagt upp eller ned specialiseras mot strukturdetaljer Kraftig uppgång, framförallt skummade strukturer C O M P O S I T E S D I V I S I O N PASSION CREATES INNOVATION THANK YOU FOR YOUR ATTENTION

19 Pre cut Reinforced Thermoplastic Sheets Hydraulic press Infra read oven Flow moulding

20 Principskiss för en processutrustning för D-LFT Preform Accumulator B Extruder Control Panel Preform Conveying Gravimetric Fiber Feeder A Extruder Resin Dryer Mold Press Gravimetric Feeders (Resin and Additive Feeders) Bild på en material sats för D-LFT