在當(dāng)下復(fù)雜的發(fā)展環(huán)境中,電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何讓大眾相信其可行性。 且不說價(jià)格,一提到電動(dòng)汽車,人們馬上就會(huì)聯(lián)想到相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏。由于電池的續(xù)航里程可能非常有限,中長距離的行程會(huì)增加焦慮因素,許多居住在城區(qū)的人們也很有可能無法使用個(gè)人充電樁。 此外,很多人不愿意放棄傳統(tǒng)燃料的便利性,因?yàn)榻o電動(dòng)車充滿電可能要等待長達(dá)一個(gè)多小時(shí)。
因此,除了研究和開發(fā)純電動(dòng)汽車之外, 混合動(dòng)力汽車將是未來十年的一個(gè)重要發(fā)展方向,因?yàn)樗鼈兡軌蚝芎玫仄胶饪煽啃?、續(xù)航里程以及客戶對(duì)于環(huán)保性的需求。 通過這一過渡方式可以讓基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)得到充分發(fā)展,以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的價(jià)格實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力向電氣化的轉(zhuǎn)換。
智能零件
逐漸脫離成熟的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)勢必帶來一些挑戰(zhàn),比如,電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車對(duì)零部件的要求可能完全不同。 電子元器件的數(shù)量和復(fù)雜度會(huì)不可避免地增加,因此造成對(duì)熱塑性塑料、熱塑性彈性體和液體硅部件的需求劇增,比如電子控制單元外殼的多器件零部件和帶集成連接器引腳的電源連接器。 很多部件還需要特殊的性能,如導(dǎo)電性或?qū)嵝裕渲忻芊饧夹g(shù)尤其需要快速適應(yīng)趨勢,使其功能變得智能化。
傳感器技術(shù)就是一個(gè)很好的例子,由于它與電源的天然親合性,在電動(dòng)汽車中將會(huì)很常見。 通過使用內(nèi)嵌傳感器的智能密封解決方案,不僅可以確保密封的完整性,還可以監(jiān)控車輛內(nèi)的各種事件。 集成傳感器可以監(jiān)控或跟蹤各種參數(shù),如溫度、濕度或泄漏等,并將數(shù)據(jù)傳遞給車輛、制造商或駕駛員。
嵌入高品質(zhì)彈性體組件的電子元件
如果特定密封件內(nèi)的傳感器能檢測出零部件是否磨損或接近失效,預(yù)測性維護(hù)和預(yù)測性分析也將能得到進(jìn)一步實(shí)現(xiàn),由此確保在此類事件導(dǎo)致故障之前就預(yù)先進(jìn)行零部件更換。這些有效數(shù)據(jù)對(duì)于充分發(fā)揮傳感器技術(shù)的潛力至關(guān)重要,甚至能夠進(jìn)一步監(jiān)控駕駛員的某些行為因素。
另一個(gè)智能密封解決方案的重要應(yīng)用是,與標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)燃機(jī)替代技術(shù)相比,這些新技術(shù)將需要更多的外殼,而集成的密封解決方案可以在性能擴(kuò)增方面提供顯著的優(yōu)勢。 例如,電子控制元件所需的導(dǎo)熱性、電磁干擾屏蔽以及外殼內(nèi)部條件穩(wěn)定性等性能。
電子控制單元外殼由熱塑性液體硅橡膠制成
聯(lián)合研發(fā)
注重性能拓展的發(fā)展趨勢正在轉(zhuǎn)變制造商和零部件供應(yīng)商之間的合作方式發(fā)生。制造商必須思考如何能將密封解決方案更好地融入整體設(shè)計(jì)中。其關(guān)鍵是要及早參與,體現(xiàn)選定具有交付能力的零部件供應(yīng)商。傳統(tǒng)的密封解決方案的開發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜和漫長的,在確定方案前需要對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行不斷的開發(fā)、測試、改良和再測試。
如今,先進(jìn)的仿真功能可以縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間,進(jìn)而縮短上市時(shí)間和降低成本。 零件制造商和汽車制造商之間的深度合作可以優(yōu)化密封元件的設(shè)計(jì),從一開始就避免產(chǎn)品在進(jìn)入全面生產(chǎn)時(shí)可能會(huì)遇到的問題。 這甚至可以包括模擬膠料的流動(dòng)性(例如注入模具腔體時(shí)的性能)、如何設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)以優(yōu)化所需的模具,最終確保以最高效的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出最高品質(zhì)的產(chǎn)品。每個(gè)設(shè)計(jì)和加工細(xì)節(jié)都可以提前進(jìn)行模擬和檢查,極大地增加制造商對(duì)其密封解決方案的信心。
不同的應(yīng)用需要開發(fā)不同的密封解決方案和量身定制的膠料。 如果現(xiàn)有材料數(shù)據(jù)庫中沒有合適的膠料,專業(yè)供應(yīng)商將有足夠的知識(shí)和專業(yè)技能調(diào)整已推出的膠料,或從頭開始創(chuàng)建從項(xiàng)目開始就能夠完美交付的解決方案。
精確的建模是基于有限元的仿真技術(shù)的先決條件,對(duì)材料性能的了解更是準(zhǔn)確預(yù)測元件性能的關(guān)鍵。 可用于建模的通用材料參數(shù)通常只是基于材料硬度,并且在最初的應(yīng)用中不足以產(chǎn)生準(zhǔn)確的仿真,必須經(jīng)過長時(shí)間調(diào)整后才具有可用性。 因此,材料科學(xué)家需要從一開始便能盡可能提供接近實(shí)際的材料參數(shù),從而進(jìn)一步加快產(chǎn)品開發(fā)過程。 這些材料屬性還可以和客戶分享,用于進(jìn)行他們自己的仿真,為他們帶來更大的競爭優(yōu)勢。
為使聯(lián)合研發(fā)取得成功,應(yīng)在開發(fā)的早期階段,即當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)仍有足夠的設(shè)計(jì)自由度來優(yōu)化密封件和安裝空間時(shí)就進(jìn)行合作。只有當(dāng)密封件的設(shè)計(jì)和安裝空間完美匹配時(shí),密封系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)其最佳的功能。這樣可以降低不得不進(jìn)行反向工程或重新設(shè)計(jì)零部件以容納密封件的風(fēng)險(xiǎn)。最好的情況是能將解決方案融入到設(shè)計(jì)中,而不是根據(jù)設(shè)計(jì)來制定解決方案。
德特威勒優(yōu)化密封設(shè)計(jì)仿真項(xiàng)目示例
零缺陷生產(chǎn)
由于顆粒物和殘留污垢可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的功能和使用壽命造成影響,因此需要一個(gè)每年能夠生產(chǎn)數(shù)百萬件產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)環(huán)境,以確保密封件生產(chǎn)過程中能達(dá)到最高的潔凈度,保持盡可能高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和零缺陷。在這種環(huán)境下,對(duì)潔凈度的監(jiān)控最好由內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,而高度自動(dòng)化的生產(chǎn)過程則可最大限度地降低人員接觸,從而進(jìn)一步降低污染的風(fēng)險(xiǎn)。
作為潔凈度的標(biāo)準(zhǔn),所謂的“Illig值”是不同尺寸等級(jí)的權(quán)重因數(shù)的官方計(jì)算方法,是汽車行業(yè)公認(rèn)的顆粒物沉淀測量方法。 通過實(shí)施德特威勒位于瑞士沙特多夫 的“精益和潔凈”的生產(chǎn)線概念,Illig值可以得到即刻的優(yōu)化。
此外,膠料開發(fā)過程還可以從一開始就進(jìn)行優(yōu)化。我們也可以參考REACH 制定的標(biāo)準(zhǔn)等,讓制造商不僅可以滿足當(dāng)前的要求,同時(shí)降低不符合規(guī)劃中未知或未來要求的風(fēng)險(xiǎn)。
交通運(yùn)輸行業(yè)正在快速發(fā)展,各類車輛的電氣化是制造商為保護(hù)其未來發(fā)展而必須解決的問題。 不論完全電氣化能有多快實(shí)現(xiàn),當(dāng)今和未來的零部件只會(huì)比以往任何時(shí)候都要復(fù)雜,而隨著行業(yè)的發(fā)展,用于生產(chǎn)這些零部件的材料和用于優(yōu)化其性能的流程也必然如此。