Tepex memperkuat demonstran sandaran kepala kursi anak
Material komposit termoplastik yang diperkuat serat kontinu Tepex dari LANXESS (Pittsburgh, Pa., AS) telah menunjukkan potensi untuk berbagai aplikasi otomotif — CW telah mencakup baru-baru ini termasuk dukungan untuk pilar-A otomotif komposit logam-hibrida, cangkang kursi belakang otomotif dan demonstran sandaran tangan konsol tengah. Studi kasus baru-baru ini dari perusahaan menambahkan konstruksi ringan dari komponen keselamatan struktural ke dalam daftar.
LANXESS baru-baru ini mengembangkan sandaran kepala kursi anak sebagai demonstrasi teknologi untuk menggambarkan peluang material di pasar ini. Komponen ini diproduksi dalam proses pencetakan injeksi komposit partikel-busa (PCIM).
“Insert yang terbuat dari Tepex dapat mengurangi bobot sandaran kepala hingga 30% dibandingkan dengan varian komponen yang diproduksi secara komersial — dan juga dengan performa benturan yang sangat baik. Ini juga menyederhanakan proses produksi,” kata Dr. Klaus Vonberg, dari Tepex Automotive Group di LANXESS. Tepex dikembangkan dan diproduksi oleh anak perusahaan LANXESS, Bond-Laminates GmbH (Brilon, Jerman).
Demonstran tersebut merupakan hasil dari proyek penelitian transnasional yang didanai oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Energi sebagai bagian dari Program Inovasi Pusat untuk Usaha Kecil dan Menengah (UKM) (akronim Jerman:ZIM). Yang berpartisipasi dalam program ini adalah Departemen Struktur Ringan dan Teknologi Polimer (SLK) di Universitas Teknologi Chemnitz, Polycomb GmbH (Auengrund, Jerman) dan produsen kursi anak Avionaut (Szarlejka, Polandia).
Untuk sandaran kepala, mitra proyek mengembangkan proses produksi alternatif berdasarkan PCIM. Untuk memperkuat sandaran kepala di masing-masing tempat dan mengurangi berat, mereka menggunakan sisipan khusus yang terbuat dari Tepex dynalite 104-FG290(4)/47%. Ini adalah material komposit berbasis polipropilena yang diperkuat dengan dua lapis roving serat kaca kontinu. Sisipan dibentuk dalam operasi proses tunggal menggunakan alat cetakan injeksi dengan pelat putar dan disuntikkan kembali dengan senyawa polipropilena yang diperkuat serat kaca pendek untuk mengintegrasikan struktur pendukung untuk sandaran kepala dan sandaran. Sisipan prefabrikasi kemudian di-back-foaming dalam pahat kedua menggunakan partikel busa berdasarkan polipropilen yang diperluas (EPP).
Headrest referensi, sebaliknya, saat ini diproduksi secara seri menggunakan beberapa komponen individual, menurut LANXESS. Struktur pendukung terdiri dari polipropilena yang diperkuat serat kaca panjang. Ini dirakit dengan komponen EPP berbusa terpisah menggunakan empat pin pembawa polipropilen.
“Tidak hanya proses produksi baru yang sangat terintegrasi yang lebih hemat energi daripada prosedur sebelumnya, tetapi juga menghasilkan komponen jadi secara langsung. Ini mengurangi jumlah total suku cadang dari enam menjadi satu, yang juga menurunkan biaya produksi dalam hal logistik dan pengeluaran mesin yang diperlukan,” kata Norbert Schramm, asisten ilmiah di Universitas Teknologi Chemnitz dan kepala proyek ZIM di sana.
Penghematan berat dengan versi komponen sandaran kepala saat ini yang menampilkan serat kaca kira-kira 26%, meskipun peserta proyek mencatat potensi lebih. Menurut Schramm, “Jika penguat berdasarkan serat karbon digunakan dalam produk setengah jadi komposit dan bahan cetakan injeksi, hasilnya adalah perakitan yang hampir 30% lebih ringan.”
Untuk proyek tersebut, SLK memilih bahan, menganalisis adhesi komposit, merancang struktur dan melakukan optimasi topologi. Polycomb memimpin pengembangan dan implementasi desain demonstran, produksi prototipe dan optimalisasi konsep sistem. Avionaut menganalisis area transmisi gaya, mengembangkan desain dan memeriksa perilaku tabrakan sandaran kepala dan seluruh kursi dalam uji tabrakan yang realistis, misalnya. LANXESS membantu mitra proyek untuk memilih bahan dan juga membantu tugas-tugas seperti pengembangan proses pencetakan hibrida.
LANXESS melihat potensi Tepex dan proses baru dalam produksi gendongan bayi, sandaran dan sandaran tangan serta cangkang kursi untuk konsep tempat duduk baru yang sangat kompleks di mobil otonom atau untuk kursi nyaman untuk shuttle, VIP dan bus keluarga serta kendaraan listrik.
