Bild_1_Tepex_Preform_Sitecore_Internet_Image.jpg
Nieuws

Hoe Tepex de hoofdsteun van het kinderzitje versterkt

Tepex continu-vezelversterkte thermoplastische composietmaterialen van LANXESS hebben een enorm potentieel voor gebruik op vele gebieden, waaronder de lichtgewicht constructie van structurele veiligheidscomponenten. Een hoofdsteun voor een kinderzitje dat is ontwikkeld als demo-model dient ter illustratie van de geboden mogelijkheden. De component wordt geproduceerd in een partikelschuim-spuitgietproces (PCIM). 

 

‘De inzet van Tepex kan het gewicht van de hoofdsteun tot 30 procent verminderen in vergelijking met de commercieel geproduceerde componentvariant – en met relatief goede crashprestaties. Het vereenvoudigt ook het productieproces’, legt Dr. Klaus Vonberg uit, expert in lichtgewichtconstructie bij de Tepex Automotive Group van de businessunit High Performance Materials (HPM) bij LANXESS.



Het demo-model is het resultaat van een transnationaal onderzoeksproject gefinancierd door het Duitse federale ministerie van Economische Zaken en Energie als onderdeel van het centrale innovatieprogramma voor het MKB (Duitse afkorting: ZIM). Deelnemers aan dit programma zijn het Department of Lightweight Structures and Polymer Technology (SLK) aan de Chemnitz University of Technology, Polycomb GmbH gevestigd in Auengrund in Thüringen en de kinderzitjesfabrikant Avionaut gevestigd in Szarlejka, Polen, die het kinderzitje produceert dat dient als referentie.

 

Voor de hoofdsteun ontwikkelden de projectpartners een alternatief productieproces op basis van PCIM. Om de hoofdsteun op individuele plaatsen te versterken en gewicht te verminderen, gebruikten ze een op maat gemaakt inzetstuk gemaakt van Tepex dynalite 104-FG290 (4) / 47%. Dit is een composietmateriaal op basis van polypropyleen dat is versterkt met twee lagen doorlopende glasvezelweefsels. Het inzetstuk wordt gevormd in een enkele procesbewerking met behulp van spuitgietgereedschap met draaiplaat en terug-geïnjecteerd met een met kort-glasvezelversterkte polypropyleenmassa om bijvoorbeeld de ondersteuningsstructuur voor de hoofdsteun en rugleuning te integreren. Het geprefabriceerde inzetstuk wordt vervolgens teruggeschuimd in een tweede gereedschap met deeltjesschuim op basis van geëxpandeerd polypropyleen (EPP).


De referentiehoofdsteun daarentegen wordt momenteel in serie geproduceerd met meerdere afzonderlijke componenten. De draagstructuur bestaat uit lang-glasvezelversterkt polypropyleen. Het wordt geassembleerd met een afzonderlijk geschuimde EPP-component met behulp van vier polypropyleen draagpennen. 

 

‘Het nieuwe, sterk geïntegreerde productieproces is niet alleen energiezuiniger dan het oude proces, het resulteert ook direct in het voltooide component. Dit vermindert het totale aantal onderdelen van zes naar één, wat ook de productiekosten verlaagt in termen van logistiek en benodigde machine-uitgaven’, legt Norbert Schramm, wetenschappelijk assistent aan de Chemnitz University of Technology en hoofd van het ZIM-project daar, uit. De gewichtsbesparing met de huidige versie van de hoofdsteuncomponent met glasvezel is ongeveer 26 procent, hoewel er nog steeds potentieel is voor meer. Schramm: ‘Als een versterking op basis van koolstofvezels wordt gebruikt in het composiet-halffabrikaat en in het spuitgietmateriaal, is het resultaat een assemblage die bijna 30 procent lichter is.’


De projectpartners hadden verschillende ontwikkelingsfocussen en taken. Zo heeft de SLK de materialen gekozen, de composiethechting geanalyseerd, de structuur ontworpen en topologie-optimalisatie uitgevoerd. De verantwoordelijkheden van Polycomb omvatten de ontwikkeling en implementatie van het ontwerp van het demo-model, productie van prototypes en optimalisatie van het systeemconcept. Avionaut analyseerde de krachtoverbrengingsgebieden, ontwikkelde het ontwerp en onderzocht bijvoorbeeld het botsgedrag van de hoofdsteun en de volledige stoel in realistische botsproeven. LANXESS hielp de projectpartners bij het kiezen van materialen en hielp ook bij taken zoals de ontwikkeling van het hybride vormproces.


LANXESS ziet een schat aan potentieel voor Tepex en het nieuwe proces in de productie van baby-autostoeltjes, rugleuningen en armleuningen, evenals zitschalen voor nieuwe, zeer complexe zitconcepten in autonome auto's of voor comfortabele stoelen voor shuttle-, VIP- en familiebussen. Vooral elektrische voertuigen zouden baat hebben bij lichtgewicht stoelen. ‘Als onderdeel van onze HiAnt-klantenservice helpen we projectpartners bij het ontwikkelen en implementeren van componenten zoals deze en het bijbehorende proces. Onze diensten omvatten simulaties, gereedschapsontwerp en tips voor het hanteren van het verwarmde en zachte Tepex-inzetstuk. We ondersteunen ook de implementatie van het serieproductieproces’, zegt Vonberg.


Meer informatie over LANXESS-producten, ontwikkelingen, technologieën en diensten die polyamiden, polyesters en thermoplastische composieten gebruiken voor innovatieve voertuigconcepten en met name elektromobiliteit, zijn te vinden op https://new-mobility.lanxess.com en www.e-mobility.lanxess. com.