การเปลี่ยนโลหะ

บริการ CAE พลาสติกวิศวกรรมและเรซินสำหรับการเปลี่ยนโลหะ

การเปลี่ยนโลหะคืออะไร?

การเปลี่ยนโลหะเป็นเพียงการเปลี่ยนส่วนประกอบที่เป็นโลหะ ซึ่งอาจทำจากเหล็ก อะลูมิเนียม (Al) สเตนเลส (SUS) ทองเหลือง หรือโลหะอื่นๆ ด้วยส่วนประกอบที่คล้ายกันซึ่งทำจากพลาสติก

โลหะเป็นวัสดุที่แต่ก่อนเลือกใช้สำหรับส่วนประกอบที่ต้องการความทนทานสูง ทนความร้อนสูง หรือคุณสมบัติอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน อย่างไรก็ตาม การพัฒนาพลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงทำให้สามารถแทนที่ส่วนประกอบโลหะบางชนิดด้วยส่วนประกอบพลาสติกได้โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง สิ่งนี้ให้ข้อดีหลายประการ เช่น ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเบากว่า จำนวนส่วนประกอบที่ลดลง การกำจัดกระบวนการพ่นสีและการเคลือบ/ชุบ เนื่องจากความน่าดึงดูดตามธรรมชาติของวัสดุเรซิน และลดต้นทุน

ตัวอย่างเช่น ส่วนประกอบเหล็กทดแทนโลหะที่มีส่วนประกอบเรซินจะมีน้ำหนักเบากว่าระหว่าง 5 ถึง 6 เท่า ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบน้ำหนักเฉพาะ (ความถ่วงจำเพาะของเรซินอยู่ที่ประมาณ 1.3-1.4 เทียบกับ 7.8 สำหรับเหล็ก) ในทำนองเดียวกัน การเปลี่ยนส่วนประกอบอะลูมิเนียมด้วยส่วนประกอบเรซินทำให้น้ำหนักลดลงประมาณสองเท่า (น้ำหนักเฉพาะของอะลูมิเนียม=2.7)

ประเด็นเพิ่มเติมก็คือ แม้ว่าโลหะจะใช้กับผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเป็นพิเศษ แต่ก็มักจะเป็นปัญหาเมื่อใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อน เนื่องจากอาจต้องใช้ขั้นตอนหลังการประมวลผลที่ยาวและยุ่งยากตามลำดับซึ่งแผ่นโลหะจะถูกนำมาประกอบเป็นโลหะ ไม่ว่าจะเจาะ งอ หรือบิด โดยมีส่วนประกอบหลายส่วนรวมกัน ในทางตรงกันข้าม เรซินสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงที่มีความยืดหยุ่นสูงได้อย่างง่ายดายโดยมีความซับซ้อนตามอำเภอใจ โดยจำกัดด้วยข้อจำกัดของการออกแบบแม่พิมพ์เท่านั้น ด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนโลหะอาจทำให้ส่วนประกอบเรซินชิ้นเดียวสามารถแทนที่ส่วนประกอบโลหะหลายชิ้นได้ ทำให้ขั้นตอนหลังการประมวลผลง่ายขึ้นและลดต้นทุน

ที่ Asahi Kasei เราใช้กลุ่มผลิตภัณฑ์พลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงเพื่อสำรวจการเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะในสาขาต่างๆ มากมาย

กรณีศึกษาการเปลี่ยนโลหะ (1): อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ภายในบ้าน (เช่น ล็อคพระจันทร์เสี้ยวและบานพับประตู) เลโอน่า ซีรีส์ 90G・ซีรีส์ SG

อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น กลอนประตูและบานพับสำหรับประตูต้องมีความแข็งแรงสูง และโดยปกติแล้วจะทำมาจากโลหะ อย่างไรก็ตาม กระบวนการชุบที่จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนที่เป็นโลหะทำให้เกิดของเสียที่เป็นของเหลวปนเปื้อนด้วยไอออนของโลหะ ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก

โลหะทดแทนส่วนประกอบเหล่านี้ด้วยซีรีส์ LEONA™ 90G หรือ LEONA™ SG ของ Asahi Kasei ซึ่งเป็นวัสดุที่มีรูปลักษณ์สวยงามซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกับการออกแบบที่มีสไตล์ ช่วยให้มีระบบล็อคและบานพับแบบพระจันทร์เสี้ยวที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบที่ให้ความอบอุ่นต่อการสัมผัสและผลิตโดยไม่ต้องเคลือบ/ชุบหรือ จิตรกรรม.

วงเดือน

นอกจากนี้ การใช้การขึ้นรูปแบบ AGI สำหรับล็อคเสี้ยวเรซินช่วยลดปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอ่างและการบิดงอ

คลิกที่นี่เพื่อดูตารางคุณสมบัติทางกายภาพของ LEONA™ 90G50

คลิกที่นี่เพื่อดูตารางคุณสมบัติทางกายภาพของ LEONA™ 91G55

บานพับ

กรณีศึกษาการเติมเรซิน (2): น็อตและสกรู เลโอน่า 90G55

น็อตที่ใช้ยึดตำแหน่งของส่วนประกอบฮาร์ดแวร์มักทำจากโลหะ อย่างไรก็ตาม ในรถยนต์และระบบอื่นๆ ที่มีน็อตจำนวนมาก น้ำหนักของน็อตแต่ละตัวจะรวมกันเป็นสัดส่วนที่มีนัยสำคัญของน้ำหนักของระบบโดยรวม

การเปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะด้วย LEONA™ 90G55 ของ Asahi Kasei ทำให้น้ำหนักลดลง 6 กรัมต่อส่วนประกอบ หรือประมาณ 1 กิโลกรัมต่อคัน จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง นอกจากนี้ พื้นผิวที่เรียบขึ้นของน็อตเรซินยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและลดความจำเป็นในการซ่อมแซมอีกด้วย

คลิกที่นี่เพื่อดูตารางคุณสมบัติทางกายภาพของ LEONA™ 90G55

กรณีศึกษาการทำเรซิ่นฟิเคชั่น (3): ส่วนประกอบของอุปกรณ์การผลิต (โซลินอยด์วาล์ว) เลโอน่า เอส ซีรีส์

เคสแชสซีที่ใช้สำหรับควบคุมแรงดันอากาศ (โซลินอยด์วาล์ว) ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ช่วยในระบบอัตโนมัติและฝังอยู่ในเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ติดตั้งในไซต์การผลิต จะต้องมีความแข็งแรงสูง และโดยปกติแล้วทำจากโลหะ

อย่างไรก็ตาม เครือข่ายเส้นทางการไหลของของไหลขนาดเล็กที่วกวนซึ่งใช้ในการควบคุมอากาศในส่วนประกอบเหล่านี้ บังคับให้อากาศมีรูปร่างที่ซับซ้อน ทำให้ต้องใช้กระบวนการผลิตหลายขั้นตอนที่ใช้เวลานาน ทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุจำนวนมาก

อุปกรณ์ควบคุมนิวเมติก (โซลินอยด์วาล์ว)

การทดแทนโลหะส่วนประกอบเหล่านี้โดยใช้เรซินที่มีความแข็งแรงสูง LEONA™ Sซีรีส์ ของ Asahi Kasei ช่วยให้ขั้นตอนหลังการประมวลผลมีความคล่องตัวและช่วยลดความยุ่งยากในการผลิต

คลิกที่นี่เพื่อดูตารางคุณสมบัติทางกายภาพของ LEONA™ SH10E

กรณีศึกษาการเปลี่ยนโลหะ (4): กล่องแบตเตอรี่ EV レンセン™ロゴ (c-GFRTP)

กล่องใส่แบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้ามักทำจากโลหะ เช่น เหล็กหรืออะลูมิเนียม เป้าหมายในการลดน้ำหนักของส่วนประกอบเพื่อเพิ่มระยะการเดินทางของยานพาหนะ บ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนไปใช้วัสดุเรซิน แต่เรซินทั่วไปไม่สามารถต้านทานความร้อนได้ตามต้องการ อีกทั้งการลดต้นทุนยังเป็นปัญหาที่ยืดเยื้อ

โดยใช้ Asahi Kasei เซอิ เทอร์โมพลาสติกเสริมใยแก้วแบบต่อเนื่อง (c-GFRTP) เพื่อทดแทนโลหะ เราสามารถมีส่วนช่วยลดน้ำหนัก ส่งผลให้ระยะทางที่รถยนต์เดินทางเพิ่มขึ้น

レンセン™のバッテリーケースへの活用
  • ไปที่นี่เพื่อดูรายละเอียดเกี่ยวกับ LENCEN™ (c-GFRTP)

การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการออกแบบและการผลิต

การจำลอง

CAE เป็นเทคนิคการออกแบบที่ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างและทดสอบผลิตภัณฑ์ต้นแบบในสภาพแวดล้อมเสมือนจริง ทำให้สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูงด้วยระยะเวลารอคอยสินค้าสั้นและต้นทุนต่ำ

Asahi Kasei ใช้เทคนิค CAE ของเรซินเพื่อเสนอการออกแบบผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีประสิทธิภาพสูงด้วยระยะเวลารอคอยสินค้าสั้นและต้นทุนต่ำ โปรดติดต่อเราเพื่อขอรายละเอียดเพิ่มเติมหากคุณมีปัญหาใดๆ เกี่ยวกับการลดน้ำหนักหรือการลดต้นทุนของชิ้นส่วนโลหะ

CAE

กรณีศึกษา CAE ของเรซิน: การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีสำหรับขายึดแป้นเบรก

การเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีของ Asahi Kasei เป็นเทคนิคที่ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อปรับโครงสร้างของส่วนประกอบที่ทำจากพลาสติกให้เหมาะสม กระบวนการนี้ผสมผสานการออกแบบผลิตภัณฑ์เข้ากับข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ ที่อาจไม่ปรากฏชัดจากรูปร่างของส่วนประกอบโลหะดั้งเดิม

ที่นี่เราจะนำเสนอกรณีศึกษาที่วิศวกร Asahi Kasei ใช้การปรับโทโพโลยีให้เหมาะสมเพื่อออกแบบชิ้นส่วนทดแทนน้ำหนักเบาสำหรับขายึดแป้นเบรกโลหะ

ขั้นตอนแรกคือการสร้างแบบจำลองพื้นที่การออกแบบของตัวยึดแป้นเบรกเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบ จากพื้นที่การออกแบบนี้ มีการออกแบบผู้สมัครหลายแบบที่ถูกสร้างขึ้น
จากนั้นจึงวิเคราะห์เพื่อดูว่าเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพหรือไม่ และกำหนดรูปร่างที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ รวมถึงน้ำหนักและความง่ายในการผลิต

จากกระบวนการนี้ วิศวกรสรุปว่าส่วนประกอบสามารถออกแบบใหม่ให้มีรูปทรงใหม่และน้ำหนักเบาขึ้นได้ และเสนอให้เปลี่ยนโลหะโดยใช้ LEONA™ 14G33 ของ Asahi Kasei (โพลีเอไมด์เสริมใยแก้ว 33% 66) ซึ่งลดน้ำหนักลงได้ 83%

ความท้าทายสำหรับขายึดแป้นเบรกน้ำหนักเบาพิเศษ
ความท้าทายสำหรับขายึดแป้นเบรกน้ำหนักเบาพิเศษ

จากกรณีศึกษาเหล่านี้ Asahi Kasei กำลังสำรวจโอกาสในการเปลี่ยนโลหะในขอบเขตที่หลากหลาย เมื่อออกแบบกลยุทธ์การเปลี่ยนโลหะ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะและพลาสติก และพิจารณาสภาพแวดล้อมที่จะใช้ส่วนประกอบต่างๆ หากคุณมีชิ้นส่วนโลหะที่มีน้ำหนักหรือราคาสูงกว่าที่คุณต้องการ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับโซลูชันการเปลี่ยนโลหะ

ธีมอื่นๆ

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง

โพลีเอไมด์เรซิน LEONA™

LEONA™ มีคุณสมบัติทนความร้อน ความแข็งแรงและความเหนียว เป็นฉนวน และทนน้ำมันได้ดีเยี่ยม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนยานยนต์ ชิ้นส่วนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

เรซินโพลีอะซีทัล TENAC™

TENAC™ มีลักษณะการหล่อลื่นในตัวเองที่ดีเยี่ยม ลักษณะการล้า และความต้านทานต่อน้ำมัน มันถูกใช้ในเกียร์ แบริ่ง ภายในรถยนต์ และชิ้นส่วนเชื้อเพลิง

เรซิน XYRON™ m-PPE

XYRON™ มีสารหน่วงไฟ คุณสมบัติทางไฟฟ้า ความเสถียรของขนาด และความต้านทานน้ำที่ดีเยี่ยม มันถูกใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) แบตเตอรี่ และส่วนประกอบการสื่อสาร 5G

LENCEN™(c-GFRTP)

LENCEN™ เป็นคอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมใยแก้ว (c-GFRTP) แบบต่อเนื่องที่มีความต้านทานแรงดึงและการดูดซับแรงกระแทกเทียบเท่าหรือดีกว่าโลหะ

SunForce™

SunForce™ เป็นโฟมน้ำหนักเบาที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ ทนความร้อน และฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม และสามารถใช้ได้กับส่วนประกอบต่อพ่วงแบตเตอรี่ EV

เทอร์โมพลาสติกเสริมแรง CNF

วัสดุผสมเซลลูโลสนาโนไฟเบอร์ (CNF) เป็นวัสดุที่เกิดจากการผสม CNF ซึ่งเป็นวัสดุชีวมวล โดยมีโพลีเอไมด์ (PA) และโพลีอะซีทัล (POM)

ยูดีเทป

เทป UD เป็นเทปคอมโพสิตเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ทิศทางเดียวที่มีความแข็งแรงและความแข็งแกร่งที่เหนือกว่า ซึ่งขยายความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนโลหะ