朗盛推出空心型材混合技术

2021-09-08 12:08

9月7日——朗盛目前正在将其空心型材混合技术推向市场。凭借这种新型轻量化设计技术，金属空心型材与塑料混合物可以在传统注塑机上实现功能化。这将使得塑料金属复合材料组件的扭转刚度和强度远高于以前使用其他空心型材功能化技术达到的水平。“空心型材混合技术现在已经发展到了非常先进的水平，我们已经与客户共同开展了各种开发项目，其中一些已经进入原型阶段，”朗盛轻量化设计专家Matthias Theunissen说道。这项技术在汽车行业的潜在应用包括汽车仪表板横梁、连接杆、稳定器和座椅部件。此外，这项新型轻量化技术还能用来生产滑雪杖和登山杖、家具和建筑行业所需的组件等。

注塑工艺简单，周期短

中空型材混合技术是对使用钣金的“传统”塑料金属复合材料技术（混合技术）的进一步发展。这项新技术的总体优势在于加工商可以实现较短的制造周期，这是大批量生产中的注塑成型的典型特征。因此，制造过程高效经济。由于无需使用辅助装置或模具技术，因此投资成本也能保持较低水平。由于可以使用价格合理、尺寸差异相对较大的空心型材，因此整个工艺的成本效益也得以提升。正如Theunissen所述：“得益于创新的公差管理，我们可以防止此类型材损坏模具，或者防止注塑模腔泄漏。”当采用熔融塑料对薄壁中空型材进行包覆成型时，模腔中通常会产生400－500巴的高压。因此，型材变形或毁坏的风险很高。“我们优化了工艺，使型材能够承受出现的压力，无需从内部对其进行支撑。”Theunissen说道。

汽车仪表板横梁重量降低30％

针对中空型材混合技术，朗盛提供高度增强的聚酰胺6产品，例如流动性较好的杜力顿BKV60H2．0EF DUS060，其短玻纤含量为60％（重量）。凭借较高的强度和刚度，这些配混料能够进一步增强相应组件的性能。在一项模拟研究中，朗盛研究了在汽车仪表板横梁设计中使用这些配混料带来的好处。“通过设计，组件重量可以比全钢结构轻约30％，同时在某些方面提供更好的机械性能。”Theunissen表示。朗盛计算了典型的载荷情况和组件性能，例如振动特性和方向盘在重力方向上的刚度。“该组件还突显了这项技术在实现低成本功能集成方面的巨大潜力。例如，A柱连接件以及转向柱、仪表板、气候控制装置和安全气囊的安装件均为直接注塑而成。

高预测质量的模拟研究

朗盛已为空心型材混合技术开发了基于模拟工具的新计算模型，多年来，这些模拟工具在“传统”混合技术应用中已被证明是成功的。这些工具可以精确预测生产过程以及金属和塑料之间的连接质量。“举例来说，这些工具可以帮助我们准确预测空心型材混合部件将会承受的最大应力以及失效的时间点。我们将这种专业知识运用到了与客户的合作过程中。”Theunissen介绍道。朗盛用新开发的试样验证了模拟研究。在静态和动态载荷下对真实组件进行的大量测试证实了模拟结果。

借助仿真工具，朗盛能够准确预测空心型材混合部件（例如左侧屏幕中的汽车仪表板横梁）将会承受的最大应力以及失效的时间点。