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朗盛推出空心型材混合技術(shù)
【塑料機械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】作為汽車節(jié)能減排的主要途徑之一，輕量化一直是汽車行業(yè)不斷推進的技術(shù)方向。
輕量化材料能夠減少車用鋼材和金屬的使用比例，從而減少整車的重量，而更輕的重量意味著更低的油耗和更少的排放。近日，朗盛正在將一種新型輕量化技術(shù)——空心型材混合技術(shù)推向市場。
憑借這種新型輕量化設(shè)計技術(shù)，金屬空心型材與塑料混合物可以在傳統(tǒng)注塑機上實現(xiàn)功能化。這將使得塑料金屬復(fù)合材料組件的扭轉(zhuǎn)剛度和強度遠高于以前使用其他空心型材功能化技術(shù)達到的水平。
朗盛已經(jīng)與客戶共同開展了各種開發(fā)項目，其中一些已經(jīng)進入原型階段，這項技術(shù)在汽車行業(yè)的潛在應(yīng)用包括汽車儀表板橫梁、連接桿、穩(wěn)定器和座椅部件。此外，這項新型輕量化技術(shù)還能用來生產(chǎn)滑雪杖和登山杖、家具和建筑行業(yè)所需的組件等。
汽車儀表板橫梁重量降低30%
聽上去似乎難以置信？但朗盛針對中空型材混合技術(shù)，提供高度增強的聚酰胺6產(chǎn)品，例如流動性較好的杜力頓BKV60H2.0EF DUS060，其短玻纖含量為60%(重量)。憑借較高的強度和剛度，這些配混料能夠進一步增強相應(yīng)組件的性能。在一項模擬研究中，朗盛研究了在汽車儀表板橫梁設(shè)計中使用這些配混料的好處。通過設(shè)計，組件重量可以比全鋼結(jié)構(gòu)輕約30%，同時在某些方面提供更好的機械性能。
朗盛計算了典型的載荷情況和組件性能，例如振動特性和方向盤在重力方向上的剛度。該組件還突顯了這項技術(shù)在實現(xiàn)低成本功能集成方面的巨大潛力。例如，A柱連接件以及轉(zhuǎn)向柱、儀表板、氣候控制裝置和安全氣囊的安裝件均為直接注塑而成。
注塑工藝簡單，周期短
中空型材混合技術(shù)是對使用鈑金的“傳統(tǒng)”塑料金屬復(fù)合材料技術(shù)(混合技術(shù))的進一步發(fā)展。
這項新技術(shù)的總體優(yōu)勢在于加工商可以實現(xiàn)較短的制造周期，這是大批量生產(chǎn)中的注塑成型的典型特征。因此，制造過程高效經(jīng)濟。由于無需使用輔助裝置或模具技術(shù)，投資成本也能保持較低水平。由于可以使用價格合理、尺寸差異相對較大的空心型材，整個工藝的成本效益也得以提升。
正如朗盛輕量化設(shè)計專家Matthias Theunissen所述：“得益于創(chuàng)新的公差管理，我們可以防止此類型材損壞模具，或者防止注塑模腔泄漏。”當(dāng)采用熔融塑料對薄壁中空型材進行包覆成型時，模腔中通常會產(chǎn)生400-500巴的高壓。因此，型材變形或毀壞的風(fēng)險很高。“我們優(yōu)化了工藝，使型材能夠承受出現(xiàn)的壓力，無需從內(nèi)部對其進行支撐。”Theunissen說道。
高預(yù)測質(zhì)量的模擬研究
朗盛已為空心型材混合技術(shù)開發(fā)了基于模擬工具的新計算模型，多年來，這些模擬工具在“傳統(tǒng)”混合技術(shù)應(yīng)用中已被證明是成功的。這些工具可以精確預(yù)測生產(chǎn)過程以及金屬和塑料之間的連接質(zhì)量。
“舉例來說，這些工具可以幫助我們準(zhǔn)確預(yù)測空心型材混合部件將會承受的最大應(yīng)力以及失效的時間點。我們將這種專業(yè)知識運用到了與客戶的合作過程中。”Theunissen介紹道。朗盛用新開發(fā)的試樣驗證了模擬研究。在靜態(tài)和動態(tài)載荷下對真實組件進行的大量測試證實了模擬結(jié)果。
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