國際新研發:3D打印的汽車高性能復材安全氣囊外殼容器

意大利CRP集團為Joyson Safety Systems制造了一種功能性氣囊外殼容器原型,該原型使用激光燒結和碳增強復合材料制成。

 

通過CRP技術,采用激光燒結工藝在Windform SP中制作了3D打印的駕駛員安全氣囊(DAB)外殼。

Joyson Safety Systems公司(總部位于美國密歇根州奧本山)是移動安全專家,為汽車和非汽車市場提供安全關鍵的組件,系統和技術。

 

一百多年來,Joyson Safety Systems一直是移動安全的先鋒,為客戶帶來了救生技術。Joyson Safety Systems是寧波Joyson Electronic Corp的子公司。它設計,制造和銷售安全產品,例如安全氣囊,安全帶,方向盤和安全電子產品。

 

Joyson Safety Systems是一家為北美和歐洲著名的OEM制造商提供一系列具有HOD("手動檢測")功能的自主駕駛方向盤的制造商。

 

Joyson Safety Systems的核心創新團隊啟動了一個項目,以探索并深入探究增材制造領域,同時指出其發現用于氣囊外殼制造的新工藝和材料的可能性和潛力。

 

因此,他們進行了市場分析,以找出與通過傳統工藝(注塑成型)生產氣囊容納容器所使用的現有材料(在這種情況下為具有40%玻璃纖維增強的聚酰胺)相對應的復合材料。

 

駕駛員安全氣囊(DAB)外殼部件通常由PA6-GF40材料制成。

 

安全氣囊的整個系統由充氣器、安全氣囊墊、外罩和方向盤上有附著點的外殼組成。連接到殼體部分的安全氣囊墊位于殼體和蓋的空間內。

 

由于DAB外殼部件是車輛中的安全組件,因此其性能至關重要。這意味著在突發事故中,安全氣囊將在大約30-50毫秒的短時間內膨脹,以防止乘客受傷。DAB外殼將整個安全氣囊系統固定在適當的位置,因此它也是系統的基本必需組件。

 

Joyson Safety Systems核心創新團隊的Samer Ziadeh和Daniel Alt解釋了DAB外殼的功能,并說"在部署安全氣囊系統期間和之后,除了將充氣機和安全氣囊墊固定在適當的位置之外,還要承受大量的動態載荷。由于使安全氣囊充氣所需的壓力而產生該負載,結果,大的應力將直接施加在安全氣囊系統上,尤其是在DAB殼體上。測試程序通常在-35°C至+ 85°C的各種溫度范圍內進行。"

 

因此,預期用于制造零件的材料應具有足夠的強度,抗沖擊性和熱穩定性,以在不同的測試條件下正常運行。

 

Joyson Safety Systems的核心創新團隊安排了一個非常嚴格的計劃,旨在達到特定的目的,即:用機械,熱性能和性能幾乎相似的復合材料,在幾天而不是幾個月內生產出真正的功能原型零件;在真實的測試環境條件下測試零件的性能,以檢查材料在熱變化下的性能并承受高應變機械應力;消除了耗時的量并避免了傳統工藝的高模具成本。

 

Joyson Safety Systems的核心創新團隊使用CRP Technology的Windform TOP-LINE系列高性能材料及其內部3D打印服務。

 

Ziadeh and Alt add: 

 

Ziadeh和Alt補充道:

 

"在進行了一些市場分析后,找出了可以提供所需性能的合適的材料和工藝之后,我們遇到了Windform TOP-LINE復合材料系列,尤其是Windform SP。Windform SP引起了我們的注意,它是一種由聚酰胺PA等級生產并用碳纖維增強的粉末狀材料,它幾乎具有我們應用所需要的甚至更好的性能。"

 

得益于與CRP Technology的合作以及Windform SP Carbon復合材料的使用,可以生產功能原型并在短時間內在完整的安全氣囊模塊中對其進行測試。

 

該測試取得了非常好的結果,因為該材料在高強度和抗沖擊性方面表現出出色的機械性能,在低溫和高溫范圍(RT;23°C,-35°C和 85°C)。

 

 Samer Ziadeh評論道:

 

"因此,這個機會為與CRP Technology的進一步合作開辟了各種能力和考慮因素。"

 

 Ziadeh和Alt聲明:

 

此外,原型零件在各種測試條件下均表現出出色的性能,這證明了零件功能性這一事實,可以全面考慮新產品的開發?;旧希褂肧LS工藝的優點是可以使用具有高機械性能和穩定性的增強聚合物。這種結合允許制造具有良好公差的復雜零件結構。關于Windform SP,它在高拉伸強度,抗沖擊性和高溫下的熱穩定性方面表現出出色的機械性能。這實際上滿足了DAB外殼部件的要求。"