新材料与工艺手册

[车身轻量化] MuCell工艺:一种设计车门模块的好方法

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发表于 2012-10-11 16:06:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

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集成了杂物盒的梅塞德斯 W212车门内饰板
通过利用MuCell工艺为设计带来的几大关键优势,江森自控实现了如下设计目标:基于低粘度树脂的薄壁结构;1:1的肋/壁比在为薄壁结构提供增强作用的同时,还避免了缩痕缺陷;无需高锁模力的保压过程,从而为模内装饰提供了良好的生产条件。
MuCell工艺为车门内饰设计带来的优势
江森自控(JCI)是欧洲第一家使用了MuCell工艺的用户之一,凭借丰富的经验,该公司为2009年投产的梅塞德斯 W212 4门轿车全新设计了一款车门内饰板。据介绍,这一荣获了SPE大奖的产品是基于对MuCell工艺的应用而设计成功的。
利用MuCell工艺,使得JCI设计出了得到改进的车门内饰板。该车门内饰板包括3层结构:ABS骨架和PU反应发泡中间层,以及以深拉伸薄膜为上层材料的织物层。由于使用MuCell工艺时材料的粘度较低,因而可将产品的壁厚设计得较薄。此外,由于能够采用1:1的肋/壁比,因而不会产生缩痕缺陷。
JCI还充分利用了MuCell工艺所固有的注射压力低的特点,从而能够在PP薄膜的背部注射发泡材料。对于这种集成了杂物盒的车门内饰板的生产而言,车门上的所有结构都可在一次注射过程中被成型出来,从而避免了二次操作过程以及由此而导致的浪费和修边工序,此外还避免了缩痕和翘曲缺陷。相比之下,如果采用传统的实心注射成型工艺生产这样一种带有杂物盒的完整门内板,通常会发生变形,并容易在部件的可见面上产生缩痕。
根据设计要求,该车门内饰板的骨架(前和后)采用Tandem模具进行生产,它带来了巨大的产能优势。当MuCell工艺与Tandem模具技术一起使用时,最关键的优势是消除了保压时间,而且这两项技术的组合还使生产循环时间比采用传统的单面模具的标准注塑成型周期缩短了50%以上。据介绍,Tandem模具概念的核心思想是,利用一种可实现型腔依次注射的模具来获得双倍的产能,也就是说,在注射成型一个部件的过程中,另一个部件则处于冷却阶段。
MuCell工艺及新开发的工艺
为了提高燃油的经济性,目前的汽车制造商们在新车型的设计过程中,都希望利用更好的方法来减轻更多的重量。作为一种潜力巨大的解决方案,注塑机制造商恩格尔(ENGEL)公司位于北美的工厂与Trexel公司合作,共同开发了注塑/膨胀成型工艺,并推动了该技术的商业化应用,这就是众所周知的“Core back”膨胀成型工艺。
在结构部件的生产中,“Core back”成型工艺已显示出了良好的应用潜力,它能够显著减轻部件的重量,这种重量的减轻主要源于对部件的重新设计,而这种设计的基础则是材料密度的显著降低(材料可膨胀50%或更多),由此,可显著提高部件的刚性/重量比。
采用“Core back”膨胀成型工艺时,一旦发泡树脂充入型腔中,型腔容积就会增大,引起泡沫膨胀,从而生产出较硬的塑料部件。该部件通常具有低密度高刚性的特点,因而只需要较少量的树脂即可生产出来。
“Core back”和MuCell组合工艺已在一系列的工业生产试验中证明了在改善部件设计从而大幅度减轻部件重量方面所具有的潜力。据Trexel公司总经理David Bernstein介绍,当组合了“Core back”和 MuCell工艺后,可使超临界状态的SCF或气体充满到聚合物中。此时模具在压力下处于闭合状态,然后小心地开启模具,以使聚合物最大程度地膨胀。由此,可以生产出很厚的部件

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