PPA in sostituzione di alluminio e magnesio

Basf sta ampliando il suo portafoglio poliftalammidi (PPA) di Ultramid Advanced grazie a gradi rinforzati con fibre di carbonio con riempimenti del 20, 30 e 40%. I benefici di tali nuovi materiali? Consentono di produrre componenti estremamente leggeri, in grado di sostituire in modo sicuro l’alluminio e il magnesio senza compromettere la rigidità e la resistenza, e sono elettricamente conduttivi. I nuovi gradi uniscono tali proprietà ai vantaggi di Ultramid Advanced N (PA9T), trasformandosi un prodotto unico nel suo genere tra le PPA rinforzate con fibre di carbonio già in commercio: elevata stabilità dimensionale grazie al basso assorbimento idrico, eccellente resistenza chimica e all’idrolisi, resistenza e modulo elevati. I nuovi gradi rinforzati con fibre di carbonio (Carbon-Fiber o CF) possono essere utilizzati per la produzione di componenti automotive strutturali per scossa, telaio e gruppo motore, per pompe, ventole, ingranaggi e compressori in applicazioni industriali, ma anche per componenti stabili e ultraleggeri nell’elettronica di consumo. Con questa offerta, Basf integra il suo portafoglio PPA con oltre 50 gradi già disponibili sul mercato.

Le prestazioni meccaniche dei nuovi gradi di PPA rinforzati con fibre di carbonio possono essere perfezionate a seconda della selezione e del tenore di fibre di carbonio, nonché in base alla tecnologia additiva. Ultramid Advanced N3HC8 con un riempimento di fibre di carbonio al 40% evidenzia una resistenza e un modulo superiori a 80°C (condizionati) rispetto al magnesio o all’alluminio.

“I nostri nuovi composti PPA con fibre di carbonio rappresentano la scelta ideale per la sostituzione del metallo”, afferma Michael Pilarski, PPA Business Management presso Basf. “E ciò vale non soltanto dal punto di vista delle proprietà dei materiali. Ultimamente abbiamo notato problemi di sicurezza che hanno interessato i produttori di magnesio in vari paesi, con il risultato di renderne piuttosto imprevedibile la fornitura. La produzione di componenti in magnesio o alluminio richiede inoltre ulteriori interventi di post-lavorazione e trattamento che aumentano i costi del sistema. In considerazione delle opportunità di riduzione del peso dal 25 al 30% con i nostri nuovi gradi di PPA, ci è possibile offrire un’alternativa sicura, economica e performante ai componenti tradizionali prodotti a partire dal metallo”.

Riduzione del peso grazie alla PPA

Combinando tali nuovi materiali con il software di simulazione Ultrasim di Basf per ottenere modelli corretti del comportamento dei componenti e ottimizzare la geometria degli stampi, i gradi di Ultramid Advanced CF possono quindi contribuire all’integrazione funzionale e alla riduzione del peso in diversi settori: la gamma di automobili con e-drive o di motori con celle a combustibile può essere ampliata grazie alla riduzione del peso dei componenti strutturali o del gruppo motore; le strutture di precisione sottili e leggere nell’elettronica di consumo traggono vantaggio dalla resistenza e rigidità elevate, dall’eccellente stabilità dimensionale e dal peso estremamente basso, nonché dalla buona lavorabilità dei nuovi materiali in PPA; i macchinari industriali a lunga durata, sotto carico elevato e pesanti, quali pompe e compressori, possono essere prodotti con facilità grazie alla buona stabilità dimensionale e ai valori elevati di resistenza chimica, termica e all’abrasione dei nuovi gradi CF.

I composti PPA rinforzati con fibre di carbonio hanno inoltre un peso inferiore e un modulo a trazione superiore rispetto alle poliammidi (PA) rinforzate in modo analogo con fibre di vetro. I gradi di PPA rinforzati con il 20% in peso di fibre di carbonio sono all’incirca del 20% in peso più leggeri rispetto alla PA6 o PA66 riempita con il 50% di fibre di vetro. La resistenza alla trazione di un composto Ultramid Advanced rinforzato con il 20% di fibre di carbonio è pari o superiore a quella di una poliammide rinforzata con un riempimento al 50% di fibre di vetro, abbinata a una migliore lavorabilità. Ad esempio, Ultramid Advanced N3HC8 è particolarmente stabile dopo l’invecchiamento alle alte temperature: conserva quasi il 100% del suo modulo a trazione dopo l’invecchiamento termico a 120°C per 5.000 ore oppure a 150°C per 3.000 ore.