Tepex Tingkatkan Penangkal Kepala Kursi Anak dengan Komposit Terkuat Canggih
Bahan komposit termoplastik terkuat serat berkelanjutan Tepex dari LANXESS (Pittsburgh, Pa., AS) telah menunjukkan potensi untuk berbagai aplikasi otomotif — yang telah CW cakup recently termasuk dukungan untuk pilar A hibrid logam-komposit otomotif, cangkang kursi belakang otomotif dan demonstrator pengenduan konsol tengah. Studi kasus terbaru dari perusahaan menambahkan konstruksi ringan komponen keselamatan struktural ke dalam daftar.
LANXESS baru-baru ini mengembangkan penangkal kepala kursi anak sebagai demonstrator teknologi untuk menggambarkan peluang bahan di pasar ini. Komponen diproduksi dalam proses cetak injeksi komposit busa partikel (PCIM).
“Sisipan yang terbuat dari Tepex dapat mengurangi berat penangkal kepala hingga 30 persen dibandingkan varian komponen yang diproduksi secara komersial — dan dengan performa tabrakan yang sama baik. Ini juga menyederhanakan proses produksi,” kata Dr. Klaus Vonberg, dari Grup Otomotif Tepex di LANXESS. Tepex dikembangkan dan diproduksi oleh anak perusahaan LANXESS Bond-Laminates GmbH (Brilon, Jerman).
Demonstrator adalah hasil dari proyek penelitian transnasional yang dibiayai oleh Kementerian Perekonomian dan Energi Jerman sebagai bagian dari Program Inovasi Pusat untuk Perusahaan Menengah dan Kecil (SME) (akronim Jerman: ZIM). 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, Polonia).
Untuk penangkal kepala, mitra proyek mengembangkan proses produksi alternatif berdasarkan PCIM. Untuk memperkuat penangkal kepala di tempat-tempat tertentu dan mengurangi berat, mereka menggunakan sisipan kustom yang terbuat dari Tepex dynalite 104-FG290(4)/47%. Ini adalah bahan komposit berbasis polipropilena yang diperkuat dengan dua lapisan rovings serat kaca berkelanjutan. Sisipan dibentuk dalam satu operasi proses menggunakan alat cetak injeksi dengan piring putar dan di-back-inject dengan komposit polipropilena terkuat serat kaca pendek untuk mengintegrasikan struktur dukungan untuk penangkal kepala dan sandaran. Sisipan prefabrikasi kemudian di-back-foam dalam alat kedua menggunakan busa partikel berdasarkan polipropilena yang diperluas (EPP).
Sebaliknya, penangkal referensi saat ini diproduksi secara seriat menggunakan beberapa komponen individu, menurut LANXESS. Struktur dukungan terdiri dari polipropilena terkuat serat kaca panjang. Ini dirangkaikan dengan komponen EPP yang dipenyaring terpisah menggunakan empat pin pengikat polipropilena.
“Tidak hanya proses produksi terintegrasi baru yang lebih hemat energi daripada prosedur sebelumnya, ini juga menghasilkan langsung komponen jadi. Ini mengurangi total jumlah bagian 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 saat ini komponen penangkal kepala dengan serat kaca kira-kira 26 persen, meskipun peserta proyek mencatat potensi untuk lebih banyak. Menurut Schramm, “Jika penguat berdasarkan serat karbon digunakan dalam produk setengah jadi komposit dan dalam bahan cetak injeksi, hasilnya adalah rangkaian yang hampir 30 persen lebih ringan.”
Untuk proyek, SLK memilih bahan, menganalisis adhesi komposit, merancang struktur dan melakukan optimasi topologi. Polycomb memimpin pengembangan dan implementasi desain demonstrator, produksi prototipe dan optimasi konsep sistem. Avionaut menganalisis area transmisi gaya, mengembangkan desain dan memeriksa perilaku tabrakan penangkal kepala dan seluruh kursi dalam tes tabrakan realistis, misalnya. LANXESS membantu mitra proyek untuk memilih bahan dan juga membantu tugas-tugas seperti pengembangan proses cetak hibrid.
LANXESS melihat potensi untuk Tepex dan proses baru dalam produksi penahan bayi, sandaran dan pengenduan serta cangkang kursi untuk konsep duduk yang sangat kompleks baru di mobil otonom atau untuk kursi nyaman untuk bus shuttle, VIP dan keluarga serta kendaraan listrik.
