قالبگیری تزریقی به ستون فقرات تولید قطعات پلاستیکی خودرو تبدیل شده است زیرا تکرارپذیری بینظیر، هندسههای پیچیده و کارایی هزینه در مقیاس بزرگ را ارائه میدهد. وسایل نقلیه مسافربری مدرن در حال حاضر شامل بیش از 30٪ محتوای پلاستیک از نظر حجم اما تنها حدود 10٪ از وزن کل خودرو ، نتیجه مستقیم قطعات قالب گیری تزریقی است که جایگزین فلز در سیستم های متعدد شده است.
این فرآیند به طور مستقیم از اهداف سبک وزنی که هدف آنها کاهش انتشار CO2 است، پشتیبانی می کند. با تغییر قطعات خودرو از فلز به قطعات تزریقی برای قطعاتی مانند براکت ها، محفظه ها و منیفولدهای ورودی، مهندسان به طور معمول به 25 تا 40 درصد کاهش وزن در هر قسمت با حفظ یکپارچگی ساختاری. زمان چرخه برای قطعات تقویتشده با الیاف شیشهای با اندازه متوسط میتواند بین ۲۵ تا ۴۵ ثانیه باشد که باعث میشود نرخ خروجی چند صد هزار واحد در هر ابزار سالانه امکانپذیر باشد.
فراتر از سبکوزن، قالبگیری تزریق پلاستیک در صنعت خودرو، مجامع را ادغام میکند. یک باربر جلویی قالبگیری شده میتواند 10 تا 15 مهر و بست فولادی را جایگزین کند و زمان مونتاژ و هزینه موجودی را کاهش دهد. توانایی قالبگیری بیش از حد مهر و مومهای نرم یا درجهای رزوهدار، عملیاتهای ثانویه را حذف میکند، بنابراین این فناوری اکنون در همه چیز از سیستم قدرت گرفته تا تزئینات بیرونی تعبیه شده است.
انتخاب مواد تنها بزرگترین اهرمی است که بر عملکرد قطعه، هزینه و طراحی قالب تأثیر می گذارد. در حالی که پلی پروپیلن (PP) هنوز تقریباً به حساب می آید 50 درصد از کل پلاستیک خودرو بر حسب وزن ، کاربردهای ساختاری و زیر هود به طور فزاینده ای به ترموپلاستیک های مهندسی شده متکی هستند. جدول زیر متداول ترین خانواده ها و جایی که آنها بهترین ارزش را ارائه می دهند را خلاصه می کند.
| خانواده مادی | مدول معمولی (MPa) | دمای انحراف گرما (°C) | برنامه رایج خودرو |
|---|---|---|---|
| PP-T20/30 (پر از تالک) | 2500–3500 | 90-110 | پانل های درب، ضربه گیرها، بدنه HVAC |
| PA6/66 GF30 | 8000–10000 | 200-250 | مخازن رادیاتور، روکش موتور، لوله های شارژ هوا |
| PBT/PET GF20-30 | 7000–9500 | 180-210 | اتصالات، محفظه سنسور، سیستم های برف پاک کن |
| ترکیبات ABS/PC | 2200–2800 | 100-120 | تزئینات داخلی، کنسول وسط، دکمه ها |
نمرات پر شده غالب هستند زیرا سفتی و تاب خوردگی را متعادل می کنند. در قالبگیری تزریق پلاستیک قطعات خودرویی که باید در آزمایشهای چرخه حرارتی 2000 ساعته دوام بیاورند، تقویت فیبر شیشهای در 20 تا 35 درصد وزنی استاندارد است. برای سطوح داخلی درجه ظاهر، گریدهای پر نشده یا پر شده با مواد معدنی با براقیت کم و مقاومت در برابر خراش ترجیح داده میشوند و اغلب به بافت سطح قالب خاصی نیاز دارند تا استانداردهای دانهبندی OEM را برآورده کنند.
برخی از مقرونبهصرفهترین قطعات خودروهای قالبگیری تزریقی، قطعاتی هستند که از مجموعههای چند تکه به طرحهای تک شات منتقل شدهاند. مورد تجاری نه تنها بر اساس قیمت مواد خام، بلکه با حذف جوش، اتصال دهنده ها و نیروی کار هدایت می شود. در زیر دستهبندیهایی وجود دارد که قالبگیری تزریقی نسبت هزینه به عملکرد را بهطور مداوم ارائه میکند.
در تمام این نمونهها، قطعات خودروهای قالبگیری تزریقی موفق یک ویژگی مشترک دارند: سرمایهگذاری اولیه ابزارآلات با حجم زیاد مستهلک میشود. برای برنامههای بیش از 80000 واحد در سال، ابزارهای چند حفرهای با سیستمهای راندر داغ اغلب هزینه هر قطعه را حتی قبل از محاسبه صرفهجویی ثانویه، کمتر از معادلهای فولادی مهر شده میکنند.
طراحی قطعات پلاستیکی محکم خودرو با قابلیت ابزار شروع می شود و تا عملکرد طولانی مدت تحت بارهای حرارتی و مکانیکی گسترش می یابد. اشتباه گرفتن جزئیات در مرحله طراحی هنوز هم تخمین زده می شود 40-60٪ از تمام عیوب قالب گیری در طول مراحل پیش تولید با آن مواجه شد. قوانین زیر به متداول ترین حلقه های تصحیح می پردازد.
شبیهسازی جریان قالب اکنون یک مرحله غیرقابل مذاکره در طراحی قطعات پلاستیکی خودرو است. قبل از برش فولاد، محل خط کشباف، تله های هوا و تاب خوردگی را پیش بینی می کند. در برنامههایی که دادههای شبیهسازی دروازه نهایی و چیدمان خنککننده را هدایت میکنند، تعداد تکرارهای اصلاح ابزار کاهش مییابد. به طور متوسط 30٪ بر اساس یک مطالعه معیاری بر روی 15 تامین کننده ردیف 1.
نقش قالبگیری تزریقی در صنعت خودرو فراتر از تزئینات داخلی و خارجی سنتی است. معماری خودروهای الکتریکی و الزامات جدید ایمنی در تصادفات، تقاضا برای قطعاتی را ایجاد میکند که عملکرد ساختاری را با عملکرد الکتریکی ترکیب میکنند، به گونهای که فلز به راحتی نمیتواند تکرار شود.
یک روند قوی استفاده از اجزای ساختاری تزریقی در محفظه باتری است. پلی پروپیلن با فرمت بزرگ با افزودنی های مقاوم در برابر شعله یا کامپوزیت های مبتنی بر نایلون می تواند محفظه بسته باتری را تشکیل دهد و وزن آن را در مقایسه با آلومینیوم تقریباً 30 درصد کاهش دهد در حالی که استانداردهای مهار آتش را رعایت می کند. قالب گیری بیش از حد مسیرهای رسانا بر روی این محفظه ها برای نظارت بر سلول نیز از نمونه اولیه به تولید در چندین خودروساز اروپایی در حال حرکت است.
تغییر دیگری در کاربردهای بیرونی قابل مشاهده است. دربهای عقب ترموپلاستیک که در حال حاضر در SUVهای با حجم بالا در بخش C استفاده می شود، از پانل های داخلی قالب گیری تزریقی استفاده می کنند که به پوسته بیرونی ترموپلاستیک متصل شده اند. این طرح موجب صرفه جویی می شود تا 8 کیلوگرم در هر وسیله نقلیه و از شکل دهی پیچیده آیرودینامیکی و ویژگی های نورپردازی یکپارچه پشتیبانی می کند. همانطور که فناوریهای قالبگیری چند شات و درج بالغ میشوند، قطعات حیاتیتر ایمنی مانند براکتهای پدال و قاب پشتی صندلی به ترموپلاستیکهای تقویتشده تبدیل میشوند، با پشتوانه دادههای تست خستگی که نشاندهنده شکست صفر پس از 100000 چرخه بارگذاری است.
حق چاپ © شرکت قالب گیری دقیق Suzhou Huanxin ، Ltd. تمامی حقوق محفوظ است.
