Формовка крепежа к деталям из углепластика

ИСТОЧНИК:CW На выставке JEC в Париже в этом году одним из проектов, представленных на выставке Automotive World, была формованная застежка, разработанная Böllhoff Otalu (Ла-Равуар, Франция), французским филиалом немецкого поставщика крепежных изделий Böllhoff (Билефельд). Янн Бернард - менеджер по продукту компании Böllhoff IMTEC HR, что означает I n- M старый TEC hnology H высокий механический R застежка-молния. Он объясняет, что IMTEC HR был разработан совместно с отделами инноваций автопроизводителей. «Нас попросили поработать над тяжелыми конструкциями, чтобы достичь высокого уровня производительности. Мы можем изготавливать очень прочные композитные детали, но слабым местом является сборка. Потребовались полные сборки, такие как сиденья, которые нужно было прикрепить к полу ». Бернар отмечает, что в типичных металлических конструкциях это достигается с помощью глухой заклепки или приваренной гайки, установленной на полу. «Но теперь полы могут быть композитными. Так как же крепиться к такой композитной конструкции? »

Цель заключалась в том, чтобы застежка была достаточно прочной, чтобы закрепить композитную деталь, но при этом она была бы конкурентоспособной по стоимости и подходила для крупносерийного производства. «Крепление к металлическому полу может быть легко промышленно реализовано с использованием полностью роботизированных процессов», - говорит Бернар. «Итак, идея IMTEC HR - это промышленное решение для композитных материалов, не требующее ручных операций ». Крепежные элементы IMTEC HR могут быть помещены в форму для конструкции композитного пола и интегрированы в процессе формования. Бернард называет IMTEC HR совместимым с процессами термореактивного и термопластического формования, включая литье с переносом смолы (RTM), прессование и литье под давлением / литье под давлением.

При литье под давлением крепежный элемент сначала автоматически устанавливается на штифт, закрепленный на форме. Штифт фиксирует застежку и защищает внутреннюю резьбу от покрытия смолой. Затем композитный материал автоматически помещается в форму. Форма закрывается, пластик впрыскивается, а деталь извлекается из формы с интегрированной застежкой.

Для компрессионного формования процесс практически такой же, за исключением того, что штифт представляет собой пластмассовую отвинчивающуюся «крышку», которая также служит для отталкивания материала для вставки застежки в композит, тем самым устраняя необходимость сверления отверстий. Это не только экономит время, но и предотвращает разрезание волокон. Колпачок штифта снова защищает внутреннюю резьбу во время формования и снимается после извлечения детали из формы.

«После производства пола никаких дополнительных операций не требуется», - отмечает Бернар. «Мы считаем, что эта технология помогает изготавливать композитные полы или любые другие конструктивные элементы с доступной производственной стоимостью. Он повторяет использование заклепок с металлическими полами, потому что крепеж уже есть в формованной композитной части. Теперь прикрепите сиденье стандартными методами. Это равносильно игровому полю, потому что детали могут быть прикреплены к композитному полу так же, как и к металлическому полу ».

Чтобы противостоять гальванической коррозии, IMTEC HR выпускается из оцинкованной стали и из нержавеющей стали, которая используется в основном для пластика, армированного углеродным волокном (CFRP). Также доступны различные версии крепежа, включая болты (шпильки), гайки и распорки. «Мы также можем изменить размер отверстий и размеры крепежа в соответствии с конкретными требованиями», - говорит Бернар.

Специальная форма для поглощения энергии

Я спросил Бернарда о форме этих застежек, объяснив, что они похожи на другие, которые я видел, в том числе Big Head и Spida Fixings. Он сказал, что форма напоминает, но отличается, разработанная, чтобы позволить постепенное высвобождение энергии в условиях аварии. «Он достаточно прочен, чтобы обеспечить высокие механические характеристики, но может поглощать энергию в условиях краш-тестов, чтобы избежать катастрофического хрупкого разрушения», - поясняет он. «Он обеспечивает упругую, а затем пластическую деформацию без разрушения. Без такого поведения композитный пол в месте крепления деформируется и сломается, или сломается металлический фиксатор. Это была одна из проблем с адаптацией крепежных элементов для композитных конструкций ».

Большая голова (слева) и Spida Fixings (справа) крепеж для композитов.
ИСТОЧНИК:Big Head и Spida Fixings.

Другой аспект формы - лепестки. «Они предназначены для встраивания в композитный материал во время формования», - говорит Бернар. «Вы должны спроектировать эту застежку так, чтобы она встраивалась в деталь, а не оставалась в форме». Он также отмечает, что фланец крепежа находится за составной деталью и не уменьшает толщину сечения детали. «Это важно для получения встроенного крепежа при сохранении сечения детали, которое придает структурные свойства».

Застежка IMTEC HR компании Böllhoff, разработанная для процесса формования встраивается в составную деталь без уменьшения толщины сечения. ИСТОЧНИК:Böllhoff.

Специальная версия IMTEC® HR была разработана с Cetim, которая совместима с производственной линией QSP. Cetim - французская исследовательская организация, разработавшая процесс Quilted Stratum Process (QSP) для высокоавтоматизированного производства композитных деталей.

Согласно статье, опубликованной Cetim, запатентованная застежка IMTEC HR, разработанная для QSP, демонстрирует увеличение на 30-75% характеристик протаскивания и 60-75% улучшение характеристик сдвига внахлест по сравнению с обычными застежками.