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Pubblichiamo 2 articoli usciti sulla rivista Polimerica riguardanti la realizzazione di un motore per auto in materiale plastico, che verrà testato l’anno prossimo su una vettura da corsa.

Di seguito i 2 articoli tratti dalla rivista Polimerica:

L’obiettivo del progetto Polimotor 2, sotto la direzione di Solvay, è ambizioso: realizzare un motore per auto in materiale plastico, che sarà testato l’anno prossimo su una vettura da corsa. I ricercatori stanno lavorando per raggiungere un peso di 41 kg, contro i 63-67 kg di un tradizionale motore in metallo.

Polimotor 2 porta avanti il lavoro iniziato negli anni ’80 da Matti Holtzberg con Polimotor, un motore Ford dove alcuni componenti in metallo erano stati sostituiti con pezzi in termoplastica.

Nell’ambito del progetto, Solvay sostituirà una decina di componenti del motore in metallo con analoghi in materiale plastico, tra cui la pompa dell’acqua, quella dell’olio, ingresso e uscita acqua, corpo farfallato, condotto benzina, ingranaggio pignone. A questo scopo, il gruppo belga utilizzerà sette dei suoi tecnopolimeri: poliammide-immide (PAI) Torlon, PPA Amodel, PEEK KetaSpire, PAEK AvaSpire, polisulfoni Radel, PPS Ryton e fluoroelastomeri Tecnoflon VPL.

Una volta messo a punto, il motore a quattro cilindri con doppio albero a camme  sarà montato sulla concept car Norma M-20 (nella foto) per partecipare, l’anno prossimo, ad una gara in Connecticut, Stati Uniti.

Solvay non è l’unica a lavorare su un motore in materiale plastico: i ricercatori del Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT, in collaborazione con la divisione tecnopolimeri di Sumitomo Bakelite, hanno messo a punto un blocco cilindri in materiale composito fibrorinforzato nell’ambito di un progetto di studio su un nuovo motore monocilindrico. Il componente in plastica pesa il 20% in meno di un blocco di alluminio, con un costo di produzione comparabile.

La prima sfida è stata individuare un materiale in grado di resistere ad elevate temperature, pressioni e vibrazioni senza subire danni: la soluzione si è rivelata la resina fenolica rinforzata con fibra di vetro, sufficientemente dura e rigida, resistente ad oli, carburanti e liquidi refrigeranti. Una resina che possiede anche buona adesione con i metalli utilizzati per gli inserti di rinforzo e un coefficiente di dilatazione termica compatibile. In particolare, è stato selezionato un compound rinforzato con il 55% di fibra vetro messo a punto da Sumitomo Bakelite. Un’alternativa più costosa prevede il rinforzo della resina termoindurente con fibre di carbonio, al posto di quelle di vetro, ottenendo così un pezzo ancora più leggero.

La seconda sfida, altrettanto impegnativa, è stata progettare un pezzo che potesse essere prodotto su scala industriale, con i volumi richiesti dal settore automotive. Prima di tutto si sono identificate le aree del motore più soggette a carichi termici e meccanici, per le quali si utilizzano inserti metallici resistenti all’usura, come nel caso della camicia del cilindro, all’interno del quale scorre il pistone. Il disegno di alcuni elementi è stato poi modificato per ridurre l’esposizione alle alte temperature dei componenti in plastica.

Il blocco cilindro è stato stampato ad iniezione dopo aver eseguito simulazioni al computer. Secondo i ricercatori, il processo sarebbe compatibile con una produzione di serie, con costi inferiori rispetto all’alluminio poiché non sono necessarie le lunghe operazioni di finitura.

Le prestazioni del nuovo motore, afferma il team di ricerca, sono paragonabili con quelle dei propulsori tradizionali, con la possibilità di ridurre la rumorosità proprio grazie alla sostituzione del metallo con materie plastiche. Un secondo beneficio riguarda la ridotta dispersione di calore nell’ambiente.

Ora la ricerca si sposta verso la messa a punto di un motore in plastica a più cilindri.

Per leggere l’articolo sul motore in tecnopolimero, clicca qui.

Per leggere l’articolo sul blocco cilindri in plastica, clicca qui.

Fonte: Polimerica

Immagine: http://www.solvayplastics.com/