Nosilni okvir prednjega dela novega avtomobila Golf 7 je v celoti izdelan iz plastike. Za del, ki je eden izmed prvih na svetu brez kovinske ojačitve, so zaslužni natančni izračuni in simulacije.

Zamenjava prejšnjega hibridnega dela iz polipropilena s plastičnim je v času njegovega razvoja poleg uporabe močno okrepljenega poliamida Ultramid^®B3WG8 zahtevala tudi simulacijsko orodje Ultrasim^®, ki ga je razvilo podjetje BASF. Deli jeklene pločevine, ki so bili prej pripeti zraven, so sedaj odstranjeni. Ta odstranitev pa v primerjavi s predhodnim modelom prednjega modula občutno zmanjšuje njegovo težo, s tem pa se skrajša tudi čas izdelave, posledično pa se znižajo tudi stroški. Volkswagen dele proizvaja v lastni proizvodnji.

Pametna oblika z Ultrasim

Poleg omejenega prostora za vgradnjo mora plastični del prenesti tudi vrsto zelo zahtevnih primerov obremenitev: med njimi tudi statično in dinamično odpoved zapaha pokrova motorja, kjer je nepravilno odpiranje in zapiranje pokrova motorja simulirano in testirano v najtežjih pogojih. Obenem sta bila togost in obnašanje pod tresljaji sistema, ki sestavlja prednji del in radiator, optimizirana na podlagi CAE analiz in preverjena na dejanskem preizkusu s tresljaji.

Senzorji trka: natančna napoved

Posebno pozornost so namenili tudi senzorjem trka, pritrjenih na prednji del. Ti v primeru čelnega trčenja zagotavljajo sprožitev zračne blazine v pravem trenutku. Zato mora imeti plastični del določeno dinamično togost na opredeljenem mestu in izpolnjevati zahteve izdelovalca avtomobila glede pospeškov pri trku. V realnem testu je odzivnost na vibracije dela ustrezala natanko temu, kar je bilo zasnovano in napovedano s strani Ultrasim: nosilni okvir prednjega dela Ultramid pravilno prenaša signal v primeru trčenja.

Natančnost s plastiko Ultramid in orodje Ultrasim CAE

Primarni primeri obremenitev zagotavljajo podlago za oblikovanje prednjega dela avtomobila; iz njih se lahko izpelje optimizirana topologija. Ta topologija daje oblikovalcu dragocene informacije v povezavi s končno obliko dela. Zahvaljujoč zelo natančnim napovedim Ultrasim so bile potrebne le manjše spremembe pri prehodu iz prototipa nosilnega okvirja prednjega dela do njegove serijske proizvodnje. To kaže na vrsto zahtevnih primerov uporabe, ki jih lahko obravnavamo s kombinacijo primernega materiala in orodji za pravilno predvidevanje in izračun.

Poleg tega je lahko Ultrasim skupaj s svojim posebnimi simulacijami okvar  neopazno vključen v računsko okolje za celotno vozilo izdelovalca avtomobilov. To zahteva dostop do zelo specifičnih podatkov, na primer za trk pomembnih podatkov o materialu za plastiko, ki natančno opisujejo učinek temperature, vlage in hitrost obremenitve. Pred simulacijo je tako potrebno pridobiti obsežne podatke o materialu z eksperimenti, ki se izvajajo s pomočjo kompleksnih orodij za preizkušanje in merjenje. Orodje za simulacijo lahko tako predvidi obnašanje v primeru okvare, odvisnost od stopnje deformacije in celo asimetrijo med tenzijo in kompresijo kot funkcijo usmerjenosti vlaken.