Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.9 Materiály v automobilovém průmyslu Kapitola 21 Termoplasty Mgr.Josef Grochovský

2 Obsah Ú v o d - anotace 1 1 Termoplasty 2 2 Doporučená literatura: 9 3 Použitá literatura a zdroje:.10 4 Seznam obrázků. 11

3 Ú v o d - anotace Kapitola popisuje výrobu, vlastnosti a použití termoplastů při současném srovnání s klasickými materiály. Materiál je doplněn pro větší názornost bohatou obrazovou dokumentací, aby žáci získali přehled o rozmanitosti použití a druzích výrobků. Materiál je určen pro výuku technologie v 1. ročníku vzdělávacího oboru L/01 Autotronik, ale umožňuje rozšířit a lépe pochopit obdobné učivo i dalších automobilových oborů. V závěru kapitoly jsou otázky k procvičení učiva. 3

4

5 1 Termoplasty Termoplasty jsou materiály, které se dají působením teploty plasticky tvářet. Jejich výhodou je, že se dají pomocí tepla svařovat nebo zpětně formovat, což umožňuje provádět opravy poškozených dílů. Měkčený PVC - polyvinylchlorid obsahuje změkčovadla, je ohebný, pod 0 C však křehne. Používá se pro výrobu izolace vodičů, hadic, koženky s textilním podkladem atd. Obr.30 - Izolace vodičů z PVC podkladem Obr.31 - Koženka s textilním Polyetylén -PE, je velmi rozšířený termoplast odolávající dobře kyselinám, zásadám a rozpouštědlům a teplotám do 75 C. Zvýšení odolnosti proti povětrnostním podmínkám se zvětšuje stabilizátory. Polyetylén vysoké hustoty (PE-HD) má vyšší molekulovou hmotnost, je pevnější a tuhý. Je vhodný pro výrobu kanystrů, nádob na vodu, tlakového potrubí, armatur atd. Vysokomolekulární polyetylén odolává otěru a nárazům. Vyrábí se z něho lanové kotouče, pojezdová a ozubená kola, kluzné součásti aj. 1

6 Obr. 32 Ozubené kolo z PE HD Obr.33 Kanystr z PE - HD a profily, oplášťování kabelů odolných proti povětrnosti. Obr Kabeláž pro venkovní prostředí Obr.35 - Ohebné trubky a profily Polypropylén (PP) plněný krátkými skleněnými vlákny nebo mastkem je levnou surovinou, z níž se vyrábějí tělesa čističů vzduchu automobilů a rotory teplovzdušných ventilátorů apod. 2

7 Obr Tělesa čističů vzduchu Obr.37 - Rotor ventilátoru z plastu Pěnový polystyrén je výbornou tepelnou izolací ve stavebnictví a chladírenství. V automobilech se používá pro výplně deformačních zón nárazníků, tepelnou izolací aj. Strukturní pěnový polystyrén je pevný a lehký a má tuhý kompaktní povrch. Kopolymer styrén-butadien (S/B) má zvýšenou odolnost proti nárazům a převažuje-li butadien, používá se jako vulkanizovatelný butadien - styrénový kaučuk na pneumatiky, otěruvzdorná těsnění apod. Obr.38 - Automobilová pneumatika Obr.39 - Motocyklové pneumatiky Kopolymer akrolonitril - butadien - styrén (ABS) je pevný, vysoce houževnatý s dobrou chemickou odolností, snese teplotu do 85 C. Používá se na skříňky radiopřijímačů, ochranné přilby, přístrojové desky části karoserie aut. Dá se galvanicky pochromovat na vysoký lesk. Požadujeme-li vysokou pevnost, plní se skleněnými vlákny. 3

8 Obr.40 - Přístrojová deska Kopolymer styrén- akrylnitril (SAN) je průhledný a dobře barvitelný, pevný a tvarově stálý za tepla, odolný proti povětrnosti. Používá se mimo jiné na výrobu krytů zadních světel automobilů. Obr.41 - Kryt zadních světel Škoda Obr.42 - Kryt zadních světel BMW Acetát celulózy (CA) je pevný a vysoce houževnatý. Příbuzný acetobutyrát celulózy (CAB) má podobné vlastnosti a používá se na automobilové volanty, přístrojová tlačítka atd. 4

9 Obr.43 - Volant Obr.44 - Přístrojová tlačítka Polytetrafluoretylén (PTFE - teflon), je méně pevný, velmi houževnatý s tepelnou odolností od -250 do C, dokonale odolný proti všem i silně agresivním chemikáliím s vysokou kluzností. Plněný grafitem nebo bronzem se používá na pohybová nemazaná těsnění a kluzná ložiska. Velké zatížení snesou tzv. metaloplastická ložiska s pouzdry naplněnými směsí teflonu a grafitu, která se nemažou a mají velkou životnost. Obr.45 - Kluzná plastová ložiska Obr Plastová klika dveří Polyamidy (PA) jsou částečně krystalické, a proto jsou zároveň pevné s vysokou odolností proti opotřebení. Dobře tlumí nárazy a chvění. Vyrábějí se z nich kluzná ložiska a ozubená kola pro provoz bez mazání, dále šrouby, pojistné matice, řemenice, kladky, kliky, závěsy aj. 5

10 Vysokou pevnost (200 MPa) mají polyamidy plněné skleněnými vlákny, které se dají vstřikovat, ale nesmí se obrábět, protože by se porušila skleněné vlákna a způsobila by větší otěr součástí. Vyrábějí se z nich rotory ventilátorů a vnější součástí automobilových motorů, vyztužují se jimi kordy do pneumatik, hnací řemeny. Alkalický polyamid se odlévá snadno jako monomer do forem, v nichž polymeruje. Vyrábějí se z nich rozměrné bloky, velká ozubená kola, lodní šrouby do hmotnosti 1000kg. Polyamidové povlaky chrání kovové výrobky proti otěru a korozi. Používají se taky na kryty průhledů, olejoznaky a pevné tvarově stabilní výrobky. Obr.47 - Radiální kordová vrstva z polyamidu (vrstva č.3) 6

11 Obr.48 - Rotor ventilátoru z polyamidu polyamidu Obr.49 - Hnací řemeny a řemenice z Směs polyfenylénéteru s polystyrénem (PPE+PS) je pevný a houževnatý termoplast odolávající dlouhodobě teplotám 110 C, krátkodobě až 130 C. Používá se na tělesa topení automobilů, rotory teplovzdušných ventilátorů, elektrozásuvky a zástrčky. Obr.50 - Autozásuvka 12 V pro přívěs Obr.51 - Těleso topení automobilu 7

12 Některé speciální termoplasty pro mechanicky a tepelně namáhané součásti Polyfenylénsulfid (PPS) je vysoce krystalický, pevný, tvrdý, většinou plněný skleněnými nebo uhlíkovými vlákny, teplotně odolný do 200 až 280 C, nehořlavý a odolný proti chemikáliím a rozpouštědlům. Používá se pro miniaturní přesné součásti v elektronice, zapouzdření počítačových čipů, tělesa reflektorů. Polyamidimid (PAI) je velmi tvrdý, pevný, nehořlavý, odolný až do 300 C, nekřehne ani při - mínus 190 C. Používá se pro chladící techniku, kluzné součásti, tělesa hydraulických a pneumatických čerpadel, ozubená kola aj. Polyéterlimid (PEI) je pevný, odolný proti hoření, trvale odolný do 170 C. Používá se na elektrické izolátory, součásti brzdových válců a těles v karburátorech, oběžná kola ventilátorů, ložiska a ozubená kola. Otázky a cvičení k opakování 1. Které nekovové materiály jsou nejvíce používány v automobilovém průmyslu? 2. Vyjmenuj základní suroviny pro výrobu plastů. 3. Co jsou to termoplasty? 4. Vyjmenuj některé termoplasty a uveď příklady výrobků. 5. Co se vyrábí z polyamidů? 8

13 2 Doporučená literatura: HLUCHÝ M., KOLOUCH J. - Strojírenská technologie 1. Praha, Scientia 2007, ISBN POŠTA J. A KOLEKTIV - Opravárenství a diagnostika II. Praha, Informatorium 2002,ISBN DOSEDLA Z. - Materiály a technologie Brno: MU, s.. VONDRÁČEK F. - Materiály a technologie I a II Praha: SPN,

14 3 Použitá literatura a zdroje: HLUCHÝ M., KOLOUCH J. - Strojírenská technologie 1. Praha, Scientia 2007, ISBN POŠTA J. A KOLEKTIV - Opravárenství a diagnostika II. Praha,Informatorium 2002 ISBN ELEKTRO odborný časopis pro elektrotechniku, ročník 21, duben 2011 AUTOEXPERT odborný časopis pro autoopravárenství, prosinec 2011, leden+únor, 2012, březen 2012, duben 2012, říjen 2012 AUTOBENEX - odborný časopis společnosti Autobenex, č. 2Q/2012 Hodnocení nárazových testů - Hodnocení závad podle autoklubu ADAC - ADAC duben Hodnocení výskytu závad v % podle stáří vozidel - společnost TÜV (duben 2010) Obrazová dokumentace převzato z nabídkových katalogů autodílů (e- shopy dodavatelských firem). Konzultace s pracovníky firmy Opravy silničních vozidel, Ostrava - Koblov, ul. Hřbitovní

15 Seznam obrázků 1-Obr. 30 Izolace vodičů z PVC Obr Koženka s textilním podkladem.2 3-Obr Ozubené kolo z PE HD, Obr. 33 Kanystr z PE HD Obr.34 Kabeláž pro venkovní prostředí.2 6- Obr.35 - Ohebné trubky a profily.3 7-Obr.36 - Tělesa čističů vzduchu.3 8-Obr.37 Rotor ventilátoru z plastu Obr.38 - Automobilová pneumatika Obr.39 Motocyklové pneumatiky.4 11-Obr.40 Přístrojová deska Obr.41 - Kryt zadních světel Škoda Obr.42 Kryt zadních světel BMW 4 14-Obr. 43- Volant Obr.44 Přístrojová tlačítka Obr.45 Kluzná plastová ložiska Obr.46 Plastová klika dveří.5 18-Obr.47 Radiální kordová vrstva Obr.48- Rotor ventilátoru z polyamidu.7 20-Obr.49 Hnací řemeny a řemenice Obr.50 Autozásuvka 12 V pro přívěs Obr.51 Těleso topení automobilu 7 11

16 12