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3D打印在安全气囊模具上的应用

   日期:2019-09-18     来源:上海毅速    评论:0       [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
核心提示:3D打印在安全气囊模具上的应用
 【汽车材料网】影响汽车购买的因素除了汽车的外观、价格、性能以外,汽车遭遇事故其安全配置是每一个购买者首要考虑的问题。而在汽车安全配置中最为重要典型的就是安全气囊系统。

安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统,它与座椅安全带配合使用,可以为乘员提供有效的防撞保护。在汽车相撞时,汽车安全气囊可使头部受伤率减少25%,面部受伤率减少8 0%左右。

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图1:安全气囊启动动态图

因此安全气囊的质量问题一直是每个汽车制造商必须注重的问题,因为这一项关乎消费者的生命安全。

某研究机构做过一个关于安全气囊的试验。(如以下动态图所示)

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图2:某机构的西瓜试验动图

当汽车安全气囊能够准时、准确的打开时,从高处落下的西瓜能够完好安稳的落在气囊上。但当西瓜落下,安全气囊稍微晚了几秒钟打开,西瓜落下被撞击的崩裂开来。如果这个西瓜是驾驶者的头部?后果可想而知。所以:安全气囊的好坏直接关系到你是否能在肇事中幸存下来。

那么如何高效的制造出质量精良的安全气囊产品是摆在眼前的首要问题。在模具产品制造中,汽车安全气囊的制作难度是业内普遍认为较高的,首先传统水路无法深入深筋位,冷却时间非常长,其次,产品内部复杂,产品质量难以精准把控。

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图3:毅速ESU汽车安全气囊产品模型图

如上图安全气囊模具产品:

  1. 产品两侧有较多的深筋位,无法走水路;
  2. 筋位处需要较长时间冷却,成型周期较长。

那么如何解决上述项目难点,毅速设计师采用两种方式:精准突破,随形冷却。

block 精准突破

我们知道汽车安全气囊模具产品两侧具有较多的深筋位(如图3所示),这样复杂的结构导致我们无法将模具这块区域设计水路。

为了能够使产品型腔内无任何冷却盲点,冷却均衡,提高产品良率。毅速的设计师采用镶件的方式,将安全气囊模具拆分成一个个镶件,进行精准设计,将每一块局部都能设计出随形水路。(如图4所示)

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图4:汽车安全气囊模具镶件及水路模型图

而这样设计的效果我们可以从以下汽车安全气囊的型腔界面处的模流分析图得到一些具体的数据。

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图5:模具-型腔界面处 (平均)温度模流分析图

通过拆镶件走水路的方式,此深筋位处模具-型腔界面处温度,普通水路位110.1℃,随形水路为81.17℃,3D打印水路比普通水路低26.2%(28.93℃)。由此可见,它能够有效的降低模具型腔内温度,有利于使产品均匀冷却,提高产品良率。

block 随形冷却

前文提过,汽车安全气囊模具制作难度是公认为难度较高的。首要问题就是不易冷却,制作周期漫长,生产效率低下。毅速针对项目难点,决定采用3D打印技术,让“难点变优势”。

冷却慢,周期长,其原因在于模具水路系统无法深入筋位底部,冷却水路无法到底,自然冷却时间慢,生产周期长。毅速通过设计椭圆形扁水路,深入到筋位底部,保证水路能够覆盖产品任意一处。从而加速冷却效率,提高产品生产效率。

我们可以通过模流分析图得到汽车安全气囊运用传统水路与3D打印技术制作的随形水路冷却时长的对比。

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图6:普通水路零件达到顶出温度时间:21.5s

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图7:随形水路零件达到顶出温度时间:13.84s

我们可以很明显的由图3与图4的数据看出,3D打印的随形水路零件冷却时间比普通水路要快35.6%(7.66s)。由局部到整体,我们可以说3D打印的随形水路能够使汽车安全气囊减少冷却时间,缩短产品周期,提高生产效率。

革故鼎新,开辟未来,模具3D打印技术的发展为汽车模具行业带来新的契机,特别对于汽车安全装置,只有让产品质量得到精准把控,才能保障客户的生命安全。毅速ESU作为一家新兴的研发公司,一边学习一边总结,一边改善一边发展,厚积薄发打磨出更加高效,更加精准安全的汽车安全气囊模具产品。

 
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