Тестирование 3D-печатных композитных прототипов для корпусов подушек безопасности

Более столетия Joyson Safety Systems (О번 Хиллс, Мичиган, США) занимается проектированием, производством и продажей компонентов безопасности для различных рынков, включая подушки безопасности, ремни безопасности, рули и электронику безопасности для автомобильной промышленности.

Компания недавно провела'étude возможность для исследования потенциала других существующих материалов и процессов для улучшения продуктов, таких как корпус контейнера водительской подушки безопасности (DAB), что привело к доказательству концепции, воспользовавшемуся преимуществами аддитивного производства композитов.

Требования к корпусу DAB

Полная система подушки безопасности состоит из надувателя, самой подушки, чехла и корпуса с точками крепления к рулю. Сама подушка находится в пространстве корпуса и чехла.

Производительность детали корпуса DAB критична. Помимо удержания всей системы подушки безопасности на месте пока автомобиль в движении, деталь должна также выдерживать силы, приложенные к системе подушки безопасности при ее срабатывании. Для тестирования материал детали должен был обладать достаточной прочностью, ударной стойкостью и тепловой стабильностью в диапазоне температур от -35°C до +85°C.

Исходный корпус изготавливался обычным литьем под давлением и делался из полиамида (PA), усиленного 40% стекловолокном. Для изучения возможности команда Joyson Safety Systems стремилась быстро произвести функциональный прототип детали за дни и хотела найти материал, демонстрирующий схожие механические, тепловые и эксплуатационные свойства с оригинальными материалами.

Выбор материала и процесса

Команда инноваций Joyson провела рыночный анализ для поиска подходящих материалов и обратилась к CRP Technology (Модена, Италия) за ее диапазоном высокопроизводительных композитных материалов Windform TOP-LINE и внутренней услугой 3D-печати.

Конкретно, команда выбрала материал Windform SP углеродное волокно/PA от CRP, который демонстрирует еще более высокие свойства, чем материалы, которые они использовали ранее для детали. Детали будут изготовлены процессом селективного лазерного спекания (SLS) аддитивного производства.

Команда смогла быстро произвести прототип детали и протестировать его в полном модуле подушки безопасности, демонстрируя высокую прочность и устойчивость к удару переработанной детали, и тепловую стабильность в диапазоне температур. По сравнению с исходным процессом литья под давлением, новая деталь также могла быть произведена быстрее с использованием SLS и устранила необходимость в дорогом инструменте.

Самер Зиадех, инженер разработки в команде Core Engineering Materials Joyson Safety Systems: «Эта возможность открыла множество возможностей и соображений для дальнейшего сотрудничества с CRP Technology».