新型的Mazda Lantis(馬自達-蘭迪斯)轎車的前、后保險杠的制造采用了新普雷斯氣體輔助成型技術。這次采用氣體輔助注塑代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑成型來制造保險桿,意味著馬自達-蘭迪斯公司通過四年的研究和醞釀終于有了結(jié)果。馬自達公司的氣體輔助注塑專利使用權,是從新普雷斯在日本的主要專利授權公司 — Mitsubishi(三菱)獲得的。
汽車行業(yè)早就意識到了采用氣體輔助注塑技術能釋放塑件內(nèi)部的巨大內(nèi)應力。如果能應用于汽車行業(yè),將極大地促進塑料制品在汽車領域的應用。雖然距離全塑轎車還有很長的一段距離,但一直都在朝這個方向發(fā)展。
二十多年前,汽車的前、后保險桿都是采用金屬制造并固定在車身上的。近幾年來多采用混合型的,主要原因是車身外形的要求、空氣動力學方面的原因、以及保險桿正在變大,并要求與空氣吸入護欄一體化。但決定性的原因是車身尺寸和重量的增加,汽車制造商要求采用塑料制造,以降低成本。
在最近十年中,塑料保險桿已采用傳統(tǒng)注塑來制造。制造程序包括通過一個簡單的高壓注塑模具先制成塑料框架,然后用一系列零部件來加強和支撐它。采用這種方法將使用許多配件,并要增加額外的裝配費用。因此,科技人員一直致力于找到一種能一次完成以上步驟的成型方法。在五年前,Mazda公司的工程師在開始他們的研究工作之時,就已經(jīng)了解到氣體輔助注塑能提供這方面的幫助。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
◆ 通過在交叉部位中央形成中空結(jié)構(gòu)能使保險桿獲得較大的強度和剛性;
◆ 局部的厚壁結(jié)構(gòu)能組合到制品中而一次成型;
◆ 中空部分減少了內(nèi)側(cè)加強筋和厚壁部分所致的外側(cè)收縮凹陷程度。
馬自達工程師還發(fā)現(xiàn),通過采用多個注射點和更小型的注塑機,可以制成壁厚更薄的保險桿,這樣就大大減少了它的重量。在早期的實驗中馬自達工程師發(fā)現(xiàn),如果采用2.8mm厚的加強筋,那么它的彎曲強度將比原來的彎曲強度增加60%。但是,由于加強筋太厚導致表面收縮凹陷而不能采用。直到他們應用了新普雷斯氣體輔助注塑技術之后,這種限制才得以突破。同時,馬自達工程師對材料的選用和成型條件之間的關系也十分感興趣。
氣體輔助注塑成型技術最先應用于一種被稱為滿射的方法,這種方法推出后,首先由三菱采用。在采用這種技術時,模腔被塑料填滿,之后射入氣體。令人矚目的是,使用這種技術后,即使是不同的材料在不同的成型條件下,制品也能達到預定的要求。
實驗是采用PP樹脂在適當?shù)臈l件下進行,所有的成品在中空成型時,被發(fā)現(xiàn)與材料的比容和流動特征有關。另外發(fā)現(xiàn)當一個模具中同時使用多個注射氣道時,緊靠的各個氣道中,某些氣道先形成(容易形成),某些慢形成。同時發(fā)現(xiàn),樹脂壓力較低的氣道容易進入,而在其他氣道中,較高的樹脂壓力隨著冷卻而降低,這種壓力的下降程度甚至比已掏空的氣道中的樹脂壓力下降得還多。馬自達的工程師發(fā)現(xiàn),糾正這種現(xiàn)象的方法是改變氣道的設計。氣道之間的差異消除了,以上的問題也得到了解決。馬自達的工程師發(fā)現(xiàn),糾正這種現(xiàn)象的方法是改變氣道的設計。氣道之間的差異消除了,以上的問題也得到了解決。