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(zhe)個(ge)技術改(gai)變了滅火器主(zhu)閥(fa)一直采用銅制的(de)(de)(de)歷史。據悉(xi)，這(zhe)種(zhong)(zhong)新型(xing)塑料閥(fa)門(men)是(shi) Mutiplast 公司專門(men)為歐洲滅火器市場研制的(de)(de)(de)，起初是(shi)和(he)(he)泰(tai)科公司共同合作開發的(de)(de)(de)。這(zhe)種(zhong)(zhong)塑料閥(fa)門(men)采用的(de)(de)(de)是(shi)巴斯夫公司特制的(de)(de)(de)聚酰(xian)胺制造(zao)的(de)(de)(de)，這(zhe)也(ye)是(shi)這(zhe)種(zhong)(zhong)新一代高強度(du)玻璃鋼的(de)(de)(de)首(shou)次實際應(ying)用。這(zhe)種(zhong)(zhong)塑料閥(fa)門(men)在(zai)零下 40 攝氏(shi)度(du)到 80 攝氏(shi)度(du)的(de)(de)(de)環境下，承受高達 100 巴的(de)(de)(de)爆破壓力(li)和(he)(he)高達 250 巴（1巴=100000帕斯卡）的(de)(de)(de)抗(kang)壓力(li)。這(zhe)種(zhong)(zhong)塑料滅火器閥(fa)門(men)除了具有很(hen)強的(de)(de)(de)抗(kang)滅火劑(ji)侵蝕(shi)能力(li)，還能抵抗(kang)環境因素(su)如紫外線輻(fu)射和(he)(he)臭氧(yang)環境因素(su)的(de)(de)(de)侵蝕(shi)。

推動設(she)計(ji)有效率性，不僅汽車(che)制(zhi)造行(xing)業(ye)設(she)計(ji)中會遇(yu)到(dao)，家具制(zhi)造、管道供(gong)應(ying)和(he)電氣設(she)備行(xing)業(ye)內的(de)(de)人士也越來越認識到(dao)計(ji)算機模擬在(zai)制(zhi)定(ding)新(xin)組件尤其是涉(she)及(ji)到(dao)取代金(jin)屬時的(de)(de)好處。在(zai) CAE（計(ji)算機輔助工程）的(de)(de)輔助下(xia)，設(she)計(ji)新(xin)的(de)(de)塑(su)料部件可以節(jie)省時間和(he)金(jin)錢，因為在(zai)傳統(tong)的(de)(de)設(she)計(ji)中昂貴(gui)的(de)(de)原(yuan)型常被作廢(fei)。奧(ao)地利的(de)(de) Multiplast 公司(si)(si)和(he)德(de)國巴斯夫公司(si)(si)將這一技術應(ying)用在(zai)開(kai)發新(xin)一代滅火器塑(su)料閥門。

這一(yi)具有(you)挑戰性的(de)塑料組件(jian)改變了滅(mie)火器(qi)主閥一(yi)直采(cai)用銅制(zhi)的(de)歷(li)史。它(ta)是 Mutiplast 公司(si)專門為(wei)歐(ou)洲滅(mie)火器(qi)市場研制(zhi)的(de)。泰科(ke)滅(mie)火及樓宇產(chan)品公司(si)，作為(wei)世界上最大的(de)滅(mie)火器(qi)制(zhi)造商之一(yi)，在該(gai)產(chan)品的(de)早(zao)期研發階段，曾與 Multiplast 公司(si)進行(xing)合作。在該(gai)系列產(chan)品開(kai)始(shi)批量生產(chan)后，泰科(ke)已經(jing)獲得該(gai)新(xin)型閥門的(de)約 90% 的(de)產(chan)品范圍。該(gai)新(xin)型產(chan)品在 Moosbrunn 的(de)生產(chan)已滿(man)負荷運行(xing)。

塑料優于黃銅

這種(zhong)新型閥(fa)門(men)主(zhu)(zhu)要(yao)使用(yong)家庭使用(yong)的(de)(de)(de)手提滅火器(qi)中，需要(yao)安裝一個特殊的(de)(de)(de)加壓彈夾。這種(zhong)類型的(de)(de)(de)滅火器(qi)以(yi)前(qian)只能采用(yong)銅(tong)制閥(fa)門(men)。這種(zhong)滅火器(qi)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)閥(fa)是一種(zhong)多功能組件，它集成了內部隔水管連(lian)接、噴槍軟管、觸(chu)發機(ji)制和把手。為了使操作更可靠，制造商往(wang)往(wang)要(yao)求閥(fa)門(men)能夠承受在零下(xia) 30 攝氏(shi)(shi)度(du)到 60 攝氏(shi)(shi)度(du)的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)能夠承受超過 80 巴的(de)(de)(de)壓力，并且擁有(you) 15 至 20 年的(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命。進口(kou)金屬(shu)質量的(de)(de)(de)不一致是 Multiplast 公司的(de)(de)(de)銅(tong)制閥(fa)門(men)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要(yao)缺點之一。

因此，Multiplast 公司(si)決定(ding)(ding)制(zhi)定(ding)(ding)一個塑(su)料(liao)組(zu)件(jian)，以(yi)此通過高效率的(de)(de)噴射模(mo)塑(su)法來生產，塑(su)料(liao)組(zu)件(jian)比(bi)傳(chuan)統的(de)(de)黃(huang)銅組(zu)件(jian)具有更穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)質量(liang)和更大的(de)(de)功能。這(zhe)種應用要求(qiu)塑(su)料(liao)具有較高的(de)(de)耐熱性、高強度和剛度以(yi)及高穩(wen)定(ding)(ding)性。之前試圖制(zhi)造出滅火(huo)器塑(su)料(liao)閥體(ti)不(bu)成功是因為使用的(de)(de)機械性質的(de)(de)材(cai)料(liao)不(bu)能滿座要求(qiu)。標準性的(de)(de)聚酰胺不(bu)適合使用在(zai)此。這(zhe)些材(cai)料(liao)最終必須通過才能一系列的(de)(de)安全檢(jian)查(cha)才能大量(liang)使用在(zai)滅火(huo)器制(zhi)造中(zhong)。這(zhe)些檢(jian)查(cha)包括包括使用壽命調查(cha)、爆(bao)破壓力、耐滅火(huo)劑侵蝕(shi)和長期紫外線照射后的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性。

無所不能模擬的塑料性能

為了有(you)效、快速、可(ke)靠(kao)地開發復雜的元件(jian)，巴斯夫公司使用了 UltraSim 模擬(ni)工具(ju)。目前，傳統模具(ju)填充(chong)模擬(ni)是在(zai) CAE 領域是最先進的。但是，采用 UltraSim 模擬(ni)工具(ju)，它可(ke)以確定纖維(wei)的充(chong)氣(qi)壓(ya)力(li)和(he)門的位置，并在(zai)這(zhe)(zhe)一(yi)基礎(chu)上優化了對組件(jian)的機(ji)械(xie)性能。這(zhe)(zhe)對于含(han)有(you)百分之五十(shi)和(he)顯著各向異性的玻璃纖維(wei)來說并非(fei)易(yi)事。三位負載(zai)模擬(ni)下模擬(ni)具(ju)有(you)重大意義：閥門在(zai) 120 巴壓(ya)力(li)的條件(jian)下的行為，當滅火器(qi)被突然舉起(qi)時，彈夾(jia)會(hui)對閥門施(shi)加一(yi)個水平壓(ya)力(li)同時把手會(hui)對其產生一(yi)個動態的壓(ya)力(li)。

為(wei)了防止受(shou)(shou)到過(guo)(guo)高壓力(li)(li)致使滅火器發生(sheng)爆(bao)炸，需(xu)要(yao)對在滅火器的(de)閥門上設計(ji)一個承壓能(neng)力(li)(li)較弱(ruo)的(de)部(bu)位，使其在承受(shou)(shou) 105 至 110 巴的(de)壓力(li)(li)時(shi)發生(sheng)破裂(lie)，以此來防止不受(shou)(shou)控制整個滅火器爆(bao)破。使用 UltraSim 模(mo)擬工具，專家們能(neng)準確(que)界(jie)定該破裂(lie)點的(de)位置，并通過(guo)(guo)實驗(yan)研(yan)究(jiu)來充分(fen)證實。

滅(mie)火(huo)器一般是(shi)水平位置，消防(fang)滅(mie)火(huo)劑（粉末或液體(ti)）會與閥(fa)門連續(xu)接觸。這種 Ultramid 閥(fa)門可以(yi)經受(shou)(shou)模(mo)擬(ni)和(he)現(xian)實條件下的這種負載情況。最后，當滅(mie)火(huo)器被突然舉起不能出現(xian)任何錯誤：杠杠和(he)模(mo)擬(ni)受(shou)(shou)到挑戰(zhan)，因(yin)為這涉及(ji)到了材料性能的應變率(lv)變化。因(yin)此，模(mo)擬(ni)和(he)實驗(yan)之間需要達成(cheng)的重(zhong)大協議(yi)。

有了(le)這(zhe)(zhe)些知識，就(jiu)有可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)精確(que)地(di)確(que)定這(zhe)(zhe)些復雜零(ling)件(jian)設計，可以在一次性(xing)注塑(su)(su)時將(jiang)所(suo)有附加功能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)集成插入而無需采用(yong)金屬。即使(shi)四個綜合(he)指標線程都是塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)，這(zhe)(zhe)也(ye)給塑(su)(su)料(liao)(liao)和(he)生(sheng)產帶(dai)來挑(tiao)戰(zhan)。特殊的(de) Ultramid 級模擬工具(ju)(ju)提供(gong)的(de)良好耐化(hua)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)使(shi)新(xin)型主閥還(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)在船舶上使(shi)用(yong)。船舶環境(jing)要求滅火(huo)器具(ju)(ju)有更大的(de)安全性(xing)。此(ci)外(wai)，閥門的(de)最終型式可以在零(ling)下(xia) 40 攝氏(shi)度到 80 攝氏(shi)度的(de)環境(jing)下(xia)，可以承受高(gao)達 100 巴的(de)爆(bao)破壓力和(he)高(gao)達 250 巴的(de)抗(kang)(kang)壓力。相比(bi)于(yu)銅制閥門，這(zhe)(zhe)些特點是塑(su)(su)料(liao)(liao)閥門的(de)優勢。這(zhe)(zhe)種塑(su)(su)料(liao)(liao)滅火(huo)器閥門除了(le)具(ju)(ju)有很強的(de)抗(kang)(kang)滅火(huo)劑侵蝕能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力，還(huan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)抵抗(kang)(kang)環境(jing)因素如(ru)紫外(wai)線輻射和(he)臭氧環境(jing)因素的(de)侵蝕。此(ci)外(wai)，手提式滅火(huo)器的(de)承載(zai)特性(xing)和(he)操(cao)作性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)也(ye)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)得到明顯的(de)改善(shan)。