摘要

  • 通過選擇和使用能有效利用資源的產品,我們可以為資源保護和可持續發展做出貢獻。
  • 旭化成提出了在產品使用過程中提高能源效率並延長產品壽命的材料。

解決方案

使用有助於資源保護的產品

通過選擇和使用能有效利用資源的產品,我們可以為資源保護和可持續發展做出貢獻。
我們引入了可提高產品使用過程中的能源效率並延長產品壽命的材料。

提高產品使用過程中的能效

■ 由於重量減輕,提高了燃油效率並減輕了運輸過程中的負載

一般而言,車輛和其他運輸設備越輕,運行所需的能量就越少,因此燃油效率更高,並且能夠在相同的燃料和能量容量下運行更長時間。換句話說,減輕重量有助於減少二氧化碳排放量。
此外,通過使用更輕的材料,可以減輕產品運輸過程中的負載重量,減少運輸所需的能源。

■ 更高效的熱管理

預計未來將更加普及的電動汽車與發動機驅動的汽車不同,沒有熱源,因此在不浪費熱量的情況下妥善管理熱量(熱管理)極為重要。因此,可以通過使用具有隔熱性能的材料和利用熱回收技術來減少熱損失和降低能源消耗。

延長產品壽命

製造經久耐用、高質量的產品可以減少因使用過程中的故障或損壞而造成的浪費,從而減少消耗。
為了延長產品的壽命,使用適合產品使用環境和用途的耐久性和耐熱性優異的材料,可以延長產品的壽命,最終為節約資源做出貢獻。增加。

旭化成的推薦方案(一)

減輕產品重量的解決方案

車載電池的輕量化

隨著世界各國宣布轉向電動汽車和混合動力汽車,據說它們排放的二氧化碳更少,汽車二次電池的使用量正在增加,但與此同時,它們的重量也成為一個主要問題。 .

 

因此,通過將工程塑料納入汽車二次電池的設計中,可以為輕量化做出貢獻。

能源和存儲

旭化成在生產汽車電池用高性能工程塑料方面擁有超過 10 年的經驗。例如,旭化成旭化成化成的改性PPE樹脂“ XYRON™ ”因其無鹵阻燃性和低比重而廣泛應用於汽車二次電池的電芯和結構部件,從而減少了樹脂的使用量。作為貢獻產品,我們為減少產品使用階段的二氧化碳排放量做出貢獻。

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通過將金屬替換為塑料來減輕重量,並通過使用樹脂 CAE 優化零件設計

金屬替換是用類似的塑料部件替換金屬部件的行為。

 

此處介紹的案例研究探討了使用塑料材料重新設計現有金屬產品的建議。結合多種拓撲優化結果的設計考慮,與原始金屬產品相比,成功減輕了 60% 以上的重量;雖然這超出了最初減輕 40% 重量的目標,但它涉及極其複雜的模具設計,因此我們試圖尋求進一步的改進。另一輪拓撲優化表明,重新設計的產品的某些部分是多餘的,節省這些部分簡化了產品的形狀並極大地促進了模具設計——作為額外的好處,重量減輕了 80% 以上,遠遠超過了最初的目標。

ブレーキブラケット

將 CAE 技術應用於產品設計可以減輕重量、節省空間並促進成型過程。此外,使用更少的材料有助於以極低的成本實現大規模生產。

旭化成的推薦方案(二)

減輕產品重量以減輕運輸對環境的影響

用於汽車二次電池和太陽能發電的 XYRON™ 改性 PPE 樹脂

Asahi Kasei 的 XYRON™ 改性聚苯醚 (PPE) 樹脂是無鹵阻燃工程塑料,其低比重可減少樹脂用量並有助於實現可持續發展目標。該材料具有尺寸穩定性、機械強度和耐水解性等諸多優異性能,已成為汽車二次電池和結構件材料的普遍選擇,有助於支撐電動汽車的爆發式增長。

 

XYRON™ 樹脂出色的電氣性能和耐電痕性也使該材料在高壓太陽能發電系統中佔有一席之地。在高壓系統中使用具有出色耐電痕性的塑料可以實現產品的小型化,並有助於減少資源使用。這些材料的低比重還減少了運輸過程中的二氧化碳排放量。

因此,旭化成從生命週期分析(LCA)的角度評估環境影響的觀點和計算方法徵求了第三方機構的建議,並作為環境貢獻產品獲得了內部認證。

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旭化成的推薦方案(三)

隔熱解決方案,提高製冷和加熱效率

SunForce™ 改性 PPE 泡沫珠具有出色的隔熱、耐熱性和阻燃性

SunForce™ 泡沫結合了只有泡沫才能提供的卓越特性——重量輕和隔熱——與阻燃性 (UL-94 V-0)、尺寸穩定性和形成薄壁產品的能力。結果是泡沫材料提供的功能遠遠超過傳統泡沫的功能。 SunForce™ 珠子的泡沫結構意味著這種材料含有的樹脂比固體材料少——因此,熱量流過材料的路徑更少,從而確保了低導熱性和高隔熱性。

 

電池的一個眾所周知的特性是它們的輸出在低溫下急劇下降。為了避免這種行為,電動汽車和高輸出混合動力汽車已經設計了各種策略,包括加熱器和其他機制,以保持電池處於足夠溫暖的溫度。旭化成建議用SunForce™珠子絕緣車輛電池,這可以防止電池在車輛靜止時釋放熱量和冷卻,從而將電池的高輸出功率保持數小時而無需加熱器。當存在加熱器時,SunForce™珠提供的絕緣可以最大限度地減少外部的熱損失。 SunForce™ 磁珠還通過減少通過車輛底盤的外部熱量流入來減少用於在駕駛時冷卻電池的功率。這提高了熱交換效率並最大限度地提高了電池性能。

圓柱形鋰離子電池電芯座

旭化成的推薦方案(四)

延長產品壽命

 

聚甲醛 (POM) 樹脂優異的機械性能和摩擦/磨損性能使其成為齒輪和軸承等機械部件的良好材料選擇。 Asahi Kasei 的 TENAC™ MG210 POM 均聚物未通過玻璃纖維或其他填料增強;相反,旭化成的晶體控制技術使該產品具有良好的機械性能和出色的抗蠕變性,使其成為設計用於重載運行的齒輪的理想材料,例如用於升降汽車玻璃窗的機構。

混水龍頭

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基於旭化成晶體控制技術的非增強、高度耐用的聚甲醛 (POM) 樹脂有助於延長產品壽命

聚甲醛 (POM) 樹脂優異的機械性能和摩擦/磨損性能使其成為齒輪和軸承等機械部件的良好材料選擇。 Asahi Kasei 的 TENAC™ MG210 POM 均聚物未通過玻璃纖維或其他填料增強;相反,旭化成的晶體控制技術使該產品具有良好的機械性能和出色的抗蠕變性,使其成為設計用於重載運行的齒輪的理想材料,例如用於升降汽車玻璃窗的機構。

 

特別是TENAC™ MG210的疲勞性能和抗蠕變性能不僅優於其他通用工程塑料,甚至優於標準POM(共聚物)和旭化成前幾代高耐久性POM(均聚物) 。我們建議選擇TENAC™ MG210,它可以延長您產品的使用壽命,並且還可以幫助實現其他目標:小型化齒輪和其他組件、通過用塑料替代金屬來減輕產品重量以及減少組件數量。

 

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