Предпосылки и ограничения
Существующая деталь — крышка из литого под давлением алюминия массой 1,35 кг с дорогой механической обработкой и отделкой. Перепроектирование определяли три ограничения: непрерывная работа при 120 °C, вибрации двигателя и отсутствие трещин под масляными брызгами.
Кандидатами были PA6 GF30 и PA66 GF35. Поскольку 120 °C не приближается к пределу PA6, а PA66 дороже в переработке, был выбран термостабилизированный PA6 GF30.
Результаты
Масса: 0,78 кг, снижение на 42 %. После оптимизации геометрии стенка была стандартизирована на 3,0 мм с четырьмя рёбрами, контролирующими прогиб.
Стоимость: мехобработка и анодирование исчезли, поэтому, несмотря на более дорогой материал, полная стоимость детали упала примерно на 28 %. Время цикла сократилось с дней литья плюс мехобработки до 55 секунд инжекции.
Нужно взвесить вложения в оснастку: литьевая форма стоит дороже на старте, и переход становится явно экономичным только примерно от 30 000 деталей.
Три критических испытания пройдены
Тепловое старение: сохранение прочности на растяжение 82 % после 1 000 ч при 150 °C при минимальном требовании заказчика 75 %.
Маслостойкость: 168 ч погружения при постоянной деформации в моторном масле при 120 °C без растрескивания и с потерей прочности менее 5 %.
Вибрационная усталость: 10⁷ циклов по спецификации стенда заказчика без растрескивания и ослабления.