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3D打印在安全氣囊模具上的應用
上海市模具技術協會-上海模具信息網 時間:2020/3/27 17:21:35


影響汽車購買的因素除了汽車的外觀、價格、性能以外,汽車遭遇事故其安全配置是每一個購買者首要考慮的問題。而在汽車安全配置中最為重要典型的就是安全氣囊系統。

安全氣囊系統是一種被動安全性的保護系統,它與座椅安全帶配合使用,可以為乘員提供有效的防撞保護。在汽車相撞時,汽車安全氣囊可使頭部受傷率減少25%,面部受傷率減少8 0%左右。





1:安全氣囊啟動動態圖


因此安全氣囊的質量問題一直是每個汽車制造商必須注重的問題,因為這一項關乎消費者的生命安全。

某研究機構做過一個關于安全氣囊的試驗。(如以下動態圖所示)


2:某機構的西瓜試驗動圖


當汽車安全氣囊能夠準時、準確的打開時,從高處落下的西瓜能夠完好安穩的落在氣囊上。但當西瓜落下,安全氣囊稍微晚了幾秒鐘打開,西瓜落下被撞擊的崩裂開來。如果這個西瓜是駕駛者的頭部?后果可想而知。所以:安全氣囊的好壞直接關系到你是否能在肇事中幸存下來。


那么如何高效的制造出質量精良的安全氣囊產品是擺在眼前的首要問題。在模具產品制造中,汽車安全氣囊的制作難度是業內普遍認為較高的,首先傳統水路無法深入深筋位,冷卻時間非常長,其次,產品內部復雜,產品質量難以精準把控。



3:毅速ESU汽車安全氣囊產品模型圖


如上圖安全氣囊模具產品:


1、產品兩側有較多的深筋位,無法走水路;

2、筋位處需要較長時間冷卻,成型周期較長。

那么如何解決上述項目難點,毅速設計師采用兩種方式:精準突破,隨形冷卻。


一、精準突破


我們知道汽車安全氣囊模具產品兩側具有較多的深筋位(如圖3所示),這樣復雜的結構導致我們無法將模具這塊區域設計水路。


為了能夠使產品型腔內無任何冷卻盲點,冷卻均衡,提高產品良率。毅速的設計師采用鑲件的方式,將安全氣囊模具拆分成一個個鑲件,進行精準設計,將每一塊局部都能設計出隨形水路。(如圖4所示)

4:汽車安全氣囊模具鑲件及水路模型圖


而這樣設計的效果我們可以從以下汽車安全氣囊的型腔界面處的模流分析圖得到一些具體的數據。

5:模具-型腔界面處 (平均)溫度模流分析圖


通過拆鑲件走水路的方式,此深筋位處模具-型腔界面處溫度,普通水路位110.1℃,隨形水路為81.17℃3D打印水路比普通水路低26.2%28.93℃)。由此可見,它能夠有效的降低模具型腔內溫度,有利于使產品均勻冷卻,提高產品良率。


二、隨形冷卻


前文提過,汽車安全氣囊模具制作難度是公認為難度較高的。首要問題就是不易冷卻,制作周期漫長,生產效率低下。毅速針對項目難點,決定采用3D打印技術,讓難點變優勢


冷卻慢,周期長,其原因在于模具水路系統無法深入筋位底部,冷卻水路無法到底,自然冷卻時間慢,生產周期長。毅速通過設計橢圓形扁水路,深入到筋位底部,保證水路能夠覆蓋產品任意一處。從而加速冷卻效率,提高產品生產效率。


我們可以通過模流分析圖得到汽車安全氣囊運用傳統水路與3D打印技術制作的隨形水路冷卻時長的對比。

6:普通水路零件達到頂出溫度時間:21.5s


7:隨形水路零件達到頂出溫度時間:13.84s


我們可以很明顯的由圖3與圖4的數據看出,3D打印的隨形水路零件冷卻時間比普通水路要快35.6%7.66s)。由局部到整體,我們可以說3D打印的隨形水路能夠使汽車安全氣囊減少冷卻時間,縮短產品周期,提高生產效率。


革故鼎新,開辟未來,模具3D打印技術的發展為汽車模具行業帶來新的契機,特別對于汽車安全裝置,只有讓產品質量得到精準把控,才能保障客戶的生命安全。毅速ESU作為一家新興的研發公司,一邊學習一邊總結,一邊改善一邊發展,厚積薄發打磨出更加高效,更加精準安全的汽車安全氣囊模具產品。




別急,還沒完。汽車安全氣囊僅靠自身質量過硬也是不夠的,使用者也應該注意安全氣囊的正確使用方式,雙重保險才能保障自身安全。



注:安全氣囊注意事項!


· 不要在氣囊的上方,前方或近處放置物品,也不得將其覆蓋或者包裹。

· 切記不可隨意修改安全氣囊的零件或者線路!

· 兒童乘車盡量遠離安全氣囊安裝的位置。

· 安全氣囊指示燈亮要立即去檢修,不可馬虎隨意抱著僥幸心理。

· 開車時姿勢盡量不要過于前傾,且一定要系好安全帶。

· 安全氣囊為一次性產品,車輛發生碰撞彈出后,需更換新的氣囊。

· 只有車輛在規定的速度(50Km/h)角度發生碰撞,安全氣囊才會啟動。

道路千萬條,安全第一條。我們作為制造商應該使用最好的技術,最好的材料去嚴格把控汽車安全氣囊及其他產品的質量。但再好的產品也只是做一個防范措施,其根源還要看作為產品使用者們是否注意使用方式及行車規范,交通安全。只有這樣才能讓您安全上路,遠離事故!


/上海毅速激光科技有限公司



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投稿聯系人:董先生

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