2004年9月7日
西门子研究人员开发了一种由塑料和金属制成的复合材料，可以像塑料一样加工，但具有金属的电气和电磁特性。新型塑料-金属混合动力车旨在简化变速箱和发动机控制单元等电气部件的生产。加热后，可使用塑料工业中使用的传统注塑机对材料进行加工。大量实验表明，导体路径以及用于插入式连接或电缆的触点可以在一次操作中用该材料注射成型。耗时的焊接过程不再需要，生产过程也加快了。
电子发动机部件通常封闭在塑料壳体中，该塑料壳体由注塑机中的熔融塑料形成。在随后的生产步骤中，自动机器在壳体内部施加薄金属层以使导体，然后永久地焊接电阻器，电线箱和插入式连接。最后电缆拧紧。换句话说，需要大量的生产步骤来制造成品控制单元的雪茄箱的尺寸，例如用于燃料喷射阀。埃尔兰根西门子企业技术部门的开发人员希望用新的塑料金属杂交品加快这些过程。该材料由约10至20％的塑料组成，铜约50％。其余的是由在相对低的温度下熔化的焊料组成。组合各种成分使特殊塑料具有不寻常的性质。由于焊料的低熔点，因此尽管填充材料比例大，但材料在加工过程中保持流体。因此，可以用标准注塑机加工，并且可以通过细喷嘴注入模具中。 Thanks to the high copper content the conductivity of the material is significantly higher than conventional conductive compounds. The new material also retains its conductivity at high temperatures since the copper in the plastic forms a closely branched network. The plastic itself provides good adhesion in the plastic housing. “The chief advantage of this material is that the conductor tracks and contacts can be formed during the actual injection molding process and not in subsequent steps,” said Dr. Robert Greiner, the man who developed the new material. His idea is as follows: Once the plastic housing has cooled, the injection molding machine forces conductor tracks and all necessary contact points into the housing through fine nozzles. The coils and connectors can then be inserted in a subsequent step. “The compound only needs to be heated up briefly a second time to soften it a little; connectors, cables and so forth can then be pressed into the soft material,” explained Greiner. Time-consuming soldering is no longer necessary. Also the surface tension of the plastic-metal is significantly lower than that of ordinary solder, and the material retains its shape. Solder, on the other hand, bulges out in a semispherical shape, which makes soldering difficult.
Erlangen的新塑料还大大简化了使用冲压嵌件制作导线路径的过程。例如，这些冲压嵌件用于车辆中，特别是在电子元件中多条导线路径平行运行的应用中，例如从气缸的一个喷油阀到下一个喷油阀。为了生产平行导线，目前的方法是将导线并排运行的钢板冲压成网格状嵌件，并将其弯曲成形。然后将该插件部分封装在塑料中。然后在平行导体之间切断交叉连接，否则电流无法流动。最后，部件被塑料覆盖。这里同样需要大量的过程步骤。相反，新材料可以直接注入塑料盖，同时为发动机气门控制线圈提供触点。格雷纳说：“我们可以注入厚或薄的导体，这取决于发动机中的电流有多大。”。“这个过程非常灵活。”
去年12月，来自Erlangen的聚合物专家为他们的材料申请了专利。在不久的将来，可以使用第一批应用，例如用于移动数据存储器的注入天线和用于发动机燃油喷射系统的用于替换冲压插件的导体。格雷纳说：“这种材料已经可以用于批量生产了。”。
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