دراسة حالة: استبدال غطاء محرك من الألومنيوم بـ PA6 مقوى

الخلفية والقيود

كانت القطعة السابقة غطاءً من الألمنيوم المصبوب بالقالب بوزن 1.35 kg، بتشغيل وتشطيب مكلفين. وقد حكمت ثلاثة قيود إعادة التصميم: التشغيل المستمر عند 120 °C، واهتزاز المحرك، وعدم التشقق تحت رذاذ الزيت.

كان المرشحان PA6 GF30 وPA66 GF35. ولأن 120 °C لا يقترب من حد PA6 ولأن تشغيل PA66 أعلى تكلفة، فقد اختير PA6 GF30 مثبت حرارياً.

النتائج

الوزن: 0.78 كجم، بانخفاض قدره 42%. وبعد تحسين الهندسة، وُحّد الجدار عند 3.0 mm مع أربعة أضلاع تتحكم في الانحراف.

التكلفة: اختفت عمليات التشغيل والأنودة، لذا رغم ارتفاع تكلفة المادة انخفضت تكلفة القطعة الإجمالية بنحو 28%. وانخفض زمن الدورة من أيام من الصب والتشغيل إلى 55 ثانية حقن.

يجب موازنة الاستثمار في الأدوات: أدوات الحقن تكلف أكثر مقدماً، ولا يصبح التحول مجدياً اقتصادياً بوضوح إلا فوق نحو 30,000 قطعة.

ثلاثة اختبارات حرجة ناجحة

التقادم الحراري: احتفاظ بنسبة 82% من قوة الشد بعد 1000 ساعة عند 150 °C، مقابل حد أدنى للعميل قدره 75%.

مقاومة الزيوت: غمر بإجهاد ثابت لمدة 168 ساعة في زيت محرك عند 120 °C دون تشقق وأقل من 5% فقد في القوة.

كلال الاهتزاز: 10⁷ دورة وفق مواصفة جهاز اختبار العميل دون تشقق أو ارتخاء.