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朗盛推出空心型材混合技术,拥有更大的扭转刚度和强度

2021-9-6 15:11 4117 0 来自: PT现代塑料
简介
朗盛目前正在向市场推出其空心型材混合技术。利用这一新的轻量化设计技术,可以采用塑料混合物,在传统注射机上对金属空心型材进行功能化,由此而获得的塑料-金属复合材料部件,相比以前采用其他技术功能化的空心型 ...

朗盛目前正在向市场推出其空心型材混合技术。利用这一新的轻量化设计技术,可以采用塑料混合物,在传统注射机上对金属空心型材进行功能化,由此而获得的塑料-金属复合材料部件,相比以前采用其他技术功能化的空心型材而言,拥有更大的扭转刚度和强度。

朗盛采用空心型材混合技术生产的示范件拥有高的扭转刚度和强度(图片来自朗盛)

“空心型材混合技术现在已发展到了很好的水平,我们已与客户一起开展了各种开发项目研究,其中一些已进入原型阶段。” 朗盛轻量化设计专家Matthias Theunissen博士介绍说。这项技术在汽车行业的潜在应用包括横梁、连接杆、稳定器和座椅部件。此外,还可采用这项新的轻量化技术来制造滑雪杆和登山杖,以及家具和建筑行业所需的零部件等。

简单的注射成型技术,较短的循环时间

该空心型材混合技术是对传统的采用钣金的塑料-金属复合材料技术(混合技术)的进一步发展。这项新技术的优势在于,加工商们可以实现短循环周期的生产,这是实现大批量生产的注射成型技术的典型特征,因此,生产过程高效而又经济。由于无需辅助设备或模具技术,因此投资这项技术的成本较低。此外,由于能够使用价格合理、尺寸变化相对较大的空心型材,因而也有助于提高整个工艺的成本效益。

Theunissen解释说:“借助于创新的公差管理,我们能够防止这类型材损坏模具,或者防止在注射模具中出现渗漏。”当采用熔融树脂对薄壁空心型材进行二次成型时,模腔内通常会产生超过400~500 bar 的高压,这给型材带来了变形或毁坏的风险。“对此,我们优化了工艺,以使型材能够承受模腔中产生的压力,而无需从内部为其提供支撑。” Theunissen表示。

让汽车横梁减重30%

针对空心型材混合技术,朗盛提供高增强型的聚酰胺6,如易于流动的Durethan BKV60H2.0EF DUS060,它含有60%重量百分比的短玻纤。凭借高强度、高刚性,这些配混料能进一步提高相应部件的性能。在一项模拟研究中,朗盛研究了如何在汽车横梁的设计中通过使用这些配混物来获得收益。“我们可以通过设计,使部件重量比全钢结构大约减轻30%,同时在某些方面提供更好的力学性能。” Theunissen说道。

朗盛预估了典型的载荷工况和部件特性,如方向盘在重力方向上的振动特性和刚性。这个部件还凸显了这项技术在低成本实现功能集成方面所具有的巨大潜力,比如,连接A柱,以及安装转向柱、仪表板、耐候控制装置和安全气囊等,都可以通过直接注射来实现。

高质量的预测模拟

朗盛已为空心型材混合技术开发了基于仿真工具的新的计算模型,多年来,这些仿真工具在传统的混合技术应用中已证明了其成功性。这样,可以精确预测生产过程,以及金属与塑料之间的连接质量。“比如,我们可以利用这些工具,精确预测空心型材混合部件所能承受的最大应力以及它们将要失效的点。在与客户合作的过程中,我们运用了这些专业知识。”Theunissen解释道。

利用其仿真工具,朗盛能够准确预测空心型材混合部件(如左侧屏幕中的汽车横梁)将要承受的最大应力以及将要发生失效的点(图片来自朗盛)

利用一个最新研制的试样,朗盛对模拟结果进行了验证。在静态和动态载荷下,对真实部件进行的广泛测试证实了模拟结果。


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