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朗盛Tepex材料加固兒童座椅頭枕

時間:2020-05-26 04:44 閱讀:2079 來源:互聯(lián)網(wǎng)

2020年3月25日——特殊化學(xué)品公司朗盛的Tepex連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料在許多領(lǐng)域中都擁有巨大的應(yīng)用潛力,包括輕質(zhì)結(jié)構(gòu)安全部件。作為技術(shù)展示而研發(fā)的兒童座椅頭枕,通過顆粒泡沫復(fù)合注塑(PCIM)工藝制造而成,充分展現(xiàn)了這種材料的技術(shù)優(yōu)勢和應(yīng)用前景。“與商業(yè)化生產(chǎn)的其他部件相比,由Tepex制成的嵌件有效減輕頭枕重量達30%,確保優(yōu)異的防撞性能的同時簡化生產(chǎn)工藝。”朗盛高性能材料(HPM)業(yè)務(wù)部Tepex汽車集團輕質(zhì)結(jié)構(gòu)專家Klaus Vonberg博士介紹道。Tepex由位于德國布里隆的朗盛子公司Bond-Laminates GmbH研發(fā)制造。

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使用帶有轉(zhuǎn)向板的注塑工具,通過單工藝操作制造出嵌件,并反向注入短玻璃纖維增強聚丙烯化合物,以整合用于頭枕、靠背等的支撐結(jié)構(gòu)。照片:Chemnitz理工大學(xué)結(jié)構(gòu)照明和塑料加工教授

作為技術(shù)展示而研發(fā)的兒童座椅頭枕,通過顆粒泡沫復(fù)合注塑工藝制造而成。與商業(yè)化生產(chǎn)的其他部件相比,由Tepex制成的嵌件有效減輕頭枕重量達30%,同時確保優(yōu)異的防撞性能。

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政府資助項目

這款技術(shù)展示產(chǎn)品是德國聯(lián)邦經(jīng)濟和能源部資助的一項跨國研究項目的成果,該項目作為扶持中小企業(yè)中央創(chuàng)新計劃的一部分。該項目的參與方包括開姆尼茨工業(yè)大學(xué)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)與聚合物技術(shù)學(xué)院(SLK)、圖林根州奧恩倫德的Polycomb GmbH以及波蘭Szarlejka的兒童座椅制造商Avionaut(該公司生產(chǎn)的兒童座椅作為參照產(chǎn)品)。

高效生產(chǎn)工藝

為了制造頭枕,項目合作伙伴在PCIM的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種替代生產(chǎn)工藝。為了在各個位置加固頭枕同時減輕重量,他們采用了由Tepex dynalite 104-FG290(4)/47%制成的定制嵌件,這種聚丙烯基復(fù)合材料通過兩層連續(xù)玻璃纖維粗紗進行加固。使用帶有轉(zhuǎn)向板的注塑工具,通過(一步法)工藝制造出嵌件,并反向注入短玻璃纖維增強聚丙烯化合物,將頭枕、靠背等的支撐結(jié)構(gòu)加以整合。然后,使用基于發(fā)泡聚丙烯(EPP)的顆粒泡沫在第二種工具中對預(yù)制嵌件進行反向發(fā)泡。

零件數(shù)量從六個減至一個

相比之下,目前多數(shù)頭枕使用多個獨立部件進行批量生產(chǎn)。由長玻璃纖維增強聚丙烯制成支撐結(jié)構(gòu),再用四個聚丙烯支承銷與單獨發(fā)泡的EPP部件組裝在一起。“高度集成的新生產(chǎn)工藝不僅比以前的工藝更節(jié)能,而且還能直接生產(chǎn)出成品部件。由此可將零件總數(shù)從六個減少到一個,從而降低物流方面的生產(chǎn)成本和所需的機器費用,”開姆尼茨工業(yè)大學(xué)科學(xué)助理兼ZIM項目負責人Norbert Schramm介紹道。當前的玻璃纖維頭枕部件可減重約26%,而且仍有進一步的減重潛力。Schramm表示:“如果在復(fù)合材料半成品和注塑材料中使用碳纖維的增強材料,則組裝件的重量將減少近30%。”

緊密合作

項目合作伙伴的開發(fā)重點和任務(wù)各不相同。例如,SLK負責挑選材料,分析復(fù)合附著力,設(shè)計結(jié)構(gòu)并進行拓撲優(yōu)化;Polycomb的職責包括展示產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計、原型生產(chǎn)以及系統(tǒng)概念優(yōu)化;Avionaut則負責分析載荷分布,研究設(shè)計結(jié)構(gòu),并在實際碰撞測試中檢測頭枕和整個座椅的撞擊性能;而朗盛則幫助項目合作伙伴挑選材料,協(xié)助完成了混合成型工藝開發(fā)等任務(wù)。

應(yīng)用潛力巨大,包括其他組裝件

朗盛預(yù)見了Tepex材料和新生產(chǎn)工藝的廣闊應(yīng)用前景,例如嬰兒背帶、靠背和扶手,采用全新復(fù)雜座椅概念的自動駕駛汽車座椅殼,以及穿梭巴士、VIP巴士和家庭巴士的舒適座椅殼。輕質(zhì)座椅對電動汽車尤為有益。“作為HiAnt客戶服務(wù)的一部分,我們幫助項目合作伙伴開發(fā)應(yīng)用這類部件以及相關(guān)工藝。我們的服務(wù)包括懸垂模擬、工具設(shè)計以及Tepex嵌件加熱變軟后的處理技巧。我們還支持批量生產(chǎn)工藝的實施,”Vonberg說道。

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