近日，奧地利的 Multiplast 公司和德國巴斯夫公司應用計算機模擬技術開發出了新一代滅火器塑料閥門。這個技(ji)術改(gai)變(bian)了(le)滅(mie)火(huo)器主(zhu)閥(fa)(fa)(fa)一直采用(yong)(yong)(yong)銅制的(de)(de)歷(li)史(shi)。據(ju)悉，這種新型(xing)塑料閥(fa)(fa)(fa)門(men)是(shi) Mutiplast 公(gong)司(si)專門(men)為歐洲(zhou)滅(mie)火(huo)器市場研制的(de)(de)，起(qi)初(chu)是(shi)和(he)(he)泰科公(gong)司(si)共同(tong)合作開發(fa)的(de)(de)。這種塑料閥(fa)(fa)(fa)門(men)采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)巴(ba)斯夫公(gong)司(si)特制的(de)(de)聚酰胺制造的(de)(de)，這也是(shi)這種新一代高強(qiang)度玻(bo)璃鋼的(de)(de)首次實際應用(yong)(yong)(yong)。這種塑料閥(fa)(fa)(fa)門(men)在零下(xia) 40 攝氏度到 80 攝氏度的(de)(de)環境(jing)下(xia)，承受高達 100 巴(ba)的(de)(de)爆破壓力(li)和(he)(he)高達 250 巴(ba)（1巴(ba)=100000帕斯卡）的(de)(de)抗壓力(li)。這種塑料滅(mie)火(huo)器閥(fa)(fa)(fa)門(men)除了(le)具有很強(qiang)的(de)(de)抗滅(mie)火(huo)劑侵蝕能力(li)，還能抵抗環境(jing)因(yin)素如紫(zi)外線輻(fu)射和(he)(he)臭氧環境(jing)因(yin)素的(de)(de)侵蝕。

推動設(she)(she)計有效(xiao)率性，不僅汽車制(zhi)(zhi)(zhi)造行業(ye)設(she)(she)計中(zhong)會遇到(dao)，家具(ju)制(zhi)(zhi)(zhi)造、管道供應和(he)電氣設(she)(she)備行業(ye)內的(de)(de)人士也越來越認識到(dao)計算機模擬在(zai)(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)定新組(zu)件(jian)尤其是涉及到(dao)取代金屬(shu)時(shi)的(de)(de)好處。在(zai)(zai) CAE（計算機輔助工程(cheng)）的(de)(de)輔助下，設(she)(she)計新的(de)(de)塑(su)(su)料部(bu)件(jian)可以節省時(shi)間(jian)和(he)金錢，因(yin)為在(zai)(zai)傳統(tong)的(de)(de)設(she)(she)計中(zhong)昂貴的(de)(de)原型常被作廢。奧(ao)地利(li)的(de)(de) Multiplast 公司和(he)德國巴斯夫(fu)公司將這一(yi)技術應用在(zai)(zai)開發新一(yi)代滅火器(qi)塑(su)(su)料閥門。

這一(yi)具有挑戰性的(de)(de)塑料組件(jian)改變(bian)了滅火器主閥一(yi)直采(cai)用銅(tong)制的(de)(de)歷史(shi)。它是 Mutiplast 公司(si)專門(men)為(wei)歐洲(zhou)滅火器市場(chang)研制的(de)(de)。泰科(ke)滅火及樓宇產品公司(si)，作為(wei)世界上最大的(de)(de)滅火器制造商之一(yi)，在該(gai)產品的(de)(de)早期(qi)研發(fa)階(jie)段(duan)，曾(ceng)與 Multiplast 公司(si)進(jin)行合(he)作。在該(gai)系(xi)列產品開始批量生(sheng)產后，泰科(ke)已經獲(huo)得該(gai)新型(xing)閥門(men)的(de)(de)約 90% 的(de)(de)產品范圍。該(gai)新型(xing)產品在 Moosbrunn 的(de)(de)生(sheng)產已滿(man)負荷運行。

塑料優于黃銅

這(zhe)(zhe)種新型閥(fa)門主要使用家(jia)庭(ting)使用的(de)(de)(de)手提(ti)滅火器(qi)中，需要安裝一個特殊的(de)(de)(de)加壓彈(dan)夾。這(zhe)(zhe)種類型的(de)(de)(de)滅火器(qi)以前只(zhi)能(neng)采用銅制閥(fa)門。這(zhe)(zhe)種滅火器(qi)的(de)(de)(de)主閥(fa)是(shi)一種多(duo)功能(neng)組件(jian)，它集成(cheng)了內部隔水(shui)管連接、噴槍(qiang)軟管、觸發機制和(he)把(ba)手。為了使操作更可靠，制造商往往要求(qiu)閥(fa)門能(neng)夠承受在零下 30 攝(she)氏(shi)度到(dao) 60 攝(she)氏(shi)度的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下能(neng)夠承受超過 80 巴(ba)的(de)(de)(de)壓力，并且擁有(you) 15 至 20 年的(de)(de)(de)使用壽命。進(jin)口(kou)金屬(shu)質量(liang)的(de)(de)(de)不(bu)一致是(shi) Multiplast 公司的(de)(de)(de)銅制閥(fa)門的(de)(de)(de)主要缺點(dian)之一。

因此(ci)，Multiplast 公司決定制定一個塑(su)料(liao)組件(jian)，以此(ci)通(tong)(tong)過高(gao)效率的(de)噴射模(mo)塑(su)法來生產，塑(su)料(liao)組件(jian)比傳統的(de)黃銅組件(jian)具有更(geng)穩定的(de)質量(liang)和(he)更(geng)大的(de)功能(neng)。這(zhe)種應用(yong)(yong)(yong)要(yao)(yao)求塑(su)料(liao)具有較高(gao)的(de)耐熱性(xing)、高(gao)強度和(he)剛度以及高(gao)穩定性(xing)。之(zhi)前試圖制造出滅(mie)火(huo)器塑(su)料(liao)閥體不成功是因為使用(yong)(yong)(yong)的(de)機械(xie)性(xing)質的(de)材料(liao)不能(neng)滿(man)座要(yao)(yao)求。標準性(xing)的(de)聚酰胺不適合使用(yong)(yong)(yong)在(zai)此(ci)。這(zhe)些材料(liao)最終必須通(tong)(tong)過才能(neng)一系(xi)列(lie)的(de)安全檢(jian)查(cha)才能(neng)大量(liang)使用(yong)(yong)(yong)在(zai)滅(mie)火(huo)器制造中(zhong)。這(zhe)些檢(jian)查(cha)包括包括使用(yong)(yong)(yong)壽(shou)命調查(cha)、爆(bao)破壓(ya)力、耐滅(mie)火(huo)劑(ji)侵蝕和(he)長期紫外線照射后的(de)穩定性(xing)。

無所不能模擬的塑料性能

為(wei)了(le)有(you)效、快速、可靠地開發復雜的(de)元件，巴斯夫(fu)公司使用了(le) UltraSim 模擬工(gong)具。目前，傳統模具填(tian)充(chong)模擬是在 CAE 領域(yu)是最先(xian)進(jin)的(de)。但是，采(cai)用 UltraSim 模擬工(gong)具，它(ta)可以確定(ding)纖(xian)維(wei)的(de)充(chong)氣壓(ya)力(li)和門(men)的(de)位置，并在這(zhe)一基礎上優化了(le)對組(zu)件的(de)機械性能。這(zhe)對于含(han)有(you)百(bai)分之(zhi)五(wu)十和顯著各向異性的(de)玻璃纖(xian)維(wei)來(lai)說并非易事。三位負載模擬下(xia)模擬具有(you)重大意義：閥門(men)在 120 巴壓(ya)力(li)的(de)條(tiao)件下(xia)的(de)行(xing)為(wei)，當(dang)滅(mie)火器被突然舉起時(shi)，彈夾會(hui)對閥門(men)施(shi)加(jia)一個水平壓(ya)力(li)同時(shi)把(ba)手會(hui)對其產生一個動(dong)態的(de)壓(ya)力(li)。

為(wei)了防止受(shou)到過(guo)高壓力(li)(li)(li)致使(shi)滅火器發生(sheng)爆炸(zha)，需要對在滅火器的閥門上設計一(yi)個承(cheng)壓能力(li)(li)(li)較弱的部(bu)位(wei)，使(shi)其在承(cheng)受(shou) 105 至 110 巴的壓力(li)(li)(li)時發生(sheng)破裂，以此來(lai)防止不受(shou)控制整個滅火器爆破。使(shi)用(yong) UltraSim 模擬工具，專家們能準確界定該破裂點的位(wei)置，并通過(guo)實(shi)驗(yan)研究來(lai)充分證實(shi)。

滅(mie)火器一般是水平位置，消防滅(mie)火劑（粉末或液體）會(hui)與閥門(men)連續接觸。這(zhe)種 Ultramid 閥門(men)可(ke)以經受(shou)模擬和現(xian)實(shi)條件(jian)下(xia)的(de)這(zhe)種負載情況。最后，當滅(mie)火器被突然舉(ju)起(qi)不能(neng)出現(xian)任何錯誤：杠(gang)杠(gang)和模擬受(shou)到挑(tiao)戰，因為這(zhe)涉(she)及到了材料性能(neng)的(de)應變率變化。因此(ci)，模擬和實(shi)驗之間需要達成(cheng)的(de)重大(da)協議。

有(you)了這(zhe)些知識(shi)，就有(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)精確(que)地(di)確(que)定這(zhe)些復雜(za)零件設計，可(ke)以在一次(ci)性(xing)注塑時將所有(you)附加功能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)集成插(cha)入而無(wu)需采用(yong)金屬。即使四個(ge)綜合指(zhi)標線程都是(shi)塑料的(de)(de)(de)，這(zhe)也(ye)給塑料和(he)(he)生產帶來挑戰。特殊的(de)(de)(de) Ultramid 級模擬(ni)工具(ju)提供(gong)的(de)(de)(de)良好耐化學性(xing)能(neng)(neng)(neng)使新型主閥(fa)還(huan)能(neng)(neng)(neng)在船舶上使用(yong)。船舶環境(jing)(jing)要求滅火器(qi)(qi)(qi)具(ju)有(you)更大(da)的(de)(de)(de)安全性(xing)。此外，閥(fa)門的(de)(de)(de)最(zui)終型式可(ke)以在零下 40 攝氏度(du)(du)到(dao)(dao) 80 攝氏度(du)(du)的(de)(de)(de)環境(jing)(jing)下，可(ke)以承受高達 100 巴(ba)的(de)(de)(de)爆(bao)破壓(ya)力(li)和(he)(he)高達 250 巴(ba)的(de)(de)(de)抗(kang)壓(ya)力(li)。相(xiang)比于銅制閥(fa)門，這(zhe)些特點(dian)是(shi)塑料閥(fa)門的(de)(de)(de)優(you)勢。這(zhe)種(zhong)塑料滅火器(qi)(qi)(qi)閥(fa)門除了具(ju)有(you)很(hen)強的(de)(de)(de)抗(kang)滅火劑侵蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)，還(huan)能(neng)(neng)(neng)抵抗(kang)環境(jing)(jing)因素如紫外線輻射和(he)(he)臭氧環境(jing)(jing)因素的(de)(de)(de)侵蝕(shi)。此外，手提式滅火器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)承載特性(xing)和(he)(he)操作(zuo)性(xing)能(neng)(neng)(neng)也(ye)能(neng)(neng)(neng)得(de)到(dao)(dao)明顯的(de)(de)(de)改善。