新材料与工艺手册

[车身轻量化] 吹塑TPU /金属整体座椅

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发表于 2012-5-12 13:08:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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图1 利用挤压吹塑法把一个软TPU与一个硬金属插件吹塑在一起而制成的汽车坐椅
塑料/金属整体结构一直是由注塑成型来完成的。Bayer Polymers公司在原有的硬塑料/金属整体成型技术的基础上,又开发出了TPU/金属整体结构的吹塑技术,并用于汽车减震座椅的制造,既缩短了加工周期,又节约了成本。


Bayer Polymers公司推出了一种TPU/金属整体结构的吹塑技术,该技术的推出给传统的摩托车、摩托雪橇、拖拉机以及越野汽车的减震座椅的制造技术带来了冲击。这种工艺通过在热塑性聚氨酯弹性体(TPU)部件的顶部穿孔,内置入铝插件或钢插件,从而形成软/硬结构的塑料/金属( PMH)整体部件。利用这种工艺制作的汽车座椅具有良好的性能价格比。
在使用吹塑硬/硬材料生产PMH部件技术方面,Bayer Polymers公司拥有领先的技术。其技术要点是:在注塑而成的玻璃纤维增强塑料制件上穿入金属插件,从而产生类似于扣锁般的PMH部件。目前这种工艺已被广泛应用于轿车和卡车的前端、散热器格栅、刹车板以及油箱等的制作中。而随着软/硬PMH技术的推出,该公司制作PMH部件的技术得到了进一步发展。
Bayer Polymers公司的TPU/金属吹塑技术是先把按照孔的类型而专门设计的插件放入孔内,然后挤出机把塑料胚挤入吹塑机的模具内。机器闭合后,通入压缩空气,模制出TPU气囊。在外力的作用下,熔融状态的TPU穿过孔,在孔的出口处迅速形成扣状结构,从而将软、硬两部分牢牢地扣住。部件在与机器的冷壁相接触时凝固成型。

图2  为了把软、硬两层锁在一起,Bayer Polymers公司的技术是制成“扣子”
据该公司介绍,TPU/金属整体结构的吹塑技术改进了减震座椅的性能,减少了减震座椅的生产成本。利用该技术生产汽车减震座椅的原理是:将一个多腔TPU气囊垫与一个坚固的金属底座或座盘集成在一起。在吹塑TPU气囊腔时,在座椅上会产生一些可调性压缩空间,以使气囊可以被永久性密封。TPU气囊很容易着色,可以与硬插件的色彩相匹配,也可以补充上硬插件的色彩。Bayer Polymers公司在一个18in×18in(1in=25.4mm)的PMH座椅上对那些扣子的锁紧力进行了检测,结果表明,其平均锁紧力为43.5lb(1lb=0.4536kg),而在检测中出现的一些扣子脱落现象也主要是由于弹性变形所致,而不是因机械断裂造成的。
与原来的“塑料/金属”座椅部件所不同的是,以前使用的塑料是由尼龙6、尼龙66或PC/ABS组成的合金材料,而且在座椅的生产中,由于使用了易切的PVC皮囊、泡沫或凝胶填充垫,以及其他一些加垫方法,因此制作起来比较复杂,加工时间也很长。而TPU气囊垫具有很高的持久性和设计灵活性,这种材料具有可透气、防止漏气以及耐化学品腐蚀和耐低温的特点,其废品还能回收再利用。另外,这种工艺制成的软、硬组件还可以针对增加部件牢固性、削减加工步骤等方面进行设计。
Bayer Polymers公司推荐在制作PMH座椅时可使用其Txin 985U级别的TPU产品。这是一种芳香族聚醚型树脂,其肖氏硬度为A85。另外,该公司还对聚醚型和聚脂族TPU在软/硬PMH方面的应用进行了研究。
现在,Bayer Polymers公司还对吹塑硬/硬PMH结构进行了更深入的研究,利用这种技术可以制作汽车的大型负载零部件,比如汽车的排气管、横梁、仪表盘等。

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