Процес виготовлення легких міжкімнатних дверних панелей
Зниження витрат і ваги завжди відіграє важливу роль в автомобільній промисловості, але останнім часом стабільність також відіграє важливу роль. Оздоблення міжкімнатних дверей BMW 3 серії є першим додатком для автомобільної серії, виготовленим з використанням гібридної технології виробництва. Порівняно із використанням викопної сировини, процес є стабільним за ціною, а завдяки вмісту природних волокон у 70 відсотків, а також на 20 відсотків легший.
Зниження витрат і ваги відіграє важливу роль в автомобільній промисловості. Це стосується і внутрішньої площі. Для задоволення цих вимог компанія Johnson Controls, Neuss, постійно розвиває виробничі процеси. Поєднуються окремі стадії технологічного процесу, підвищується ступінь автоматизації та створюються так звані гібридні технологічні процеси, що поєднують різні технологічні процеси. На додаток до нещодавно розроблених виробничих процесів, глобальна доступність за тих самих умов є головним викликом для збереження конкурентоспроможності.
Внутрішня обшивка дверей поточної BMW 3 серії є першим додатком для автомобільної серії, виготовленим з використанням гібридної технології виробництва. Голковий килимок з деревного волокна з в’яжучим з акрилової смоли пресується в інструменті при температурах від 200 до 220 ° C, а потім знову вливається в машину для лиття під тиском. Це надає обробці дверей реберну структуру для армування в необхідних точках. Частка природних волокон у цьому так званому волокнистому волокні становить 70 відсотків. Порівняно із використанням викопної сировини, цей процес є відносно стабільним за ціною. Килимок характеризується малою вагою на одиницю площі та хорошою поведінкою при наїзді.
Відновлювана і, отже, екологічно чиста сировина використовується для невидимих елементів дверних панелей седана та гастролей нового BMW 3 серії. Дверна панель складається з натурального волокнистого носія, який безпосередньо відформований ззаду пластиком. Цей виробничий процес робить компонент на 20 відсотків легшим за звичайні компоненти. У 2012 році компанія Johnson Controls отримала нагороду від Товариства інженерів пластмас (SPE) за цю дверну панель з натурального волокна. «Завдяки цьому нововведенню ми допомагаємо BMW зробити нову серію 3 більш стійкою. Заощадження ваги також може значно зменшити споживання », - говорить д-р. Вернер Клусмайер, менеджер з інноваційних процесів Розширений розвиток продуктів в Johnson Controls Automotive Electronics & Interiors.
Подальший розвиток виробничого процесу
Для того, щоб і надалі відповідати вимогам автомобільної промисловості, гібридні виробничі процеси в Johnson Controls отримали подальший розвиток. Матеріали на основі деревини з короткими волокнами використовуються в килимах з фібровуду, але довші волокна необхідні для ще більшої економії ваги. Крім того, процес Fibrowood вимагає кондиціонування після завершення, щоб досягти певного рівня вологи. У процесі EcoCor, який використовується для обшивки дверей для сучасного Mercedes C-Class, кондиціонування не є необхідним, оскільки матеріал поглинає на 50 відсотків менше вологи, ніж килимки Fibrowood. Це велика перевага для глобального використання.
Цей килимок EcoCor - це термопластичний, ковкий килимок, виготовлений з поліпропілену та натуральних волокон, таких як льон, конопля та кенаф, які менш експансивні при високій вологості і тому не настільки чутливі до кліматичних умов. Він нагрівається до температури понад 200 ° C, а потім пресується в інструменті при низькій температурі і знову вводиться безпосередньо в інструмент для лиття під тиском. Таким чином, фіксатори (кріплення) та інші підкріплення несучих можуть бути прикріплені до носія в один крок. Вага несучої частини зменшено до 1400 г/м2. Поверхневі матеріали можна наносити без клею в один етап. Оздоблення міжкімнатних дверей для Mercedes C-Class - це перша глобальна програма Johnson Controls, яка буде проводитися одночасно в Європі, США, Китаї та Південній Африці.
Глобальна доступність особливо важлива для виробників автомобілів, але кліматичні умови в Китаї відрізняються від таких, як у Європі, наприклад. «Коли ми почали розробляти обробку міжкімнатних дверей, ми спочатку подивились глобальні кліматичні дані. З цього ми змогли визначити, які властивості матеріалу нам потрібні для несучих деталей », - пояснює Вернер Клусмайер. “Враховувались лише легкі матеріали, які не надто розширюються у вологи. Для цього ми визначили різні коефіцієнти розширення при різних ступенях вологості і дійшли висновку, що процес EcoCor набагато більш придатний для глобального використання, ніж Fibrowood ".
Компанія, що базується в Нойс, зробила багато для забезпечення глобальної доступності. «Ми протестували потенційні матеріали у всьому світі та провели порівняння з Китаєм, США та Європою. Основною проблемою було: що потрібно змінити, щоб на місці відповідати всім вимогам виробника транспортного засобу », - каже Вернер Клусмайер. Несуча частина повинна мати однакові фізичні параметри у всьому світі. Завдяки процесу EcoCor для нового Mercedes C-Class ці вимоги можна задовольнити. Сировина для нового носія спочатку отримується з Німеччини, а килимки відправляються з Європи на світові виробничі потужності.
CHyM: Подальший розвиток процесів лиття під тиском
Після гібридних виробничих процесів Fibrowood та EcoCor, третім етапом розробки є новий гібридний процес лиття під тиском (Compression Hybrid Molding, CHyM), який мав свою європейську прем'єру на IAA 2013. Процес компресійного лиття CHyM для виробництва внутрішніх дверних панелей поєднує переваги компонентів з натурального волокна та термопластичного лиття під тиском. Внутрішні компоненти, виготовлені за допомогою цього процесу, на 40 відсотків легші за компоненти, виготовлені з лиття під тиском. Щодо продуктів порівнянних цінових категорій, CHyM одночасно пропонує найвищу міцність компонентів із зменшеною вагою.
Зниження ваги та жорсткість, оптимізовані на 30 відсотків, спрощують встановлення обшивки дверей у кузові. Завдяки впровадженню процесу CHyM у моделі вищого середнього класу від німецького виробника преміум-класу, вага використовуваного килима з натурального волокна зменшилась до 1200 г/м². "Це зменшило вдвічі вагу опорних деталей дверних панелей протягом 20 років", - резюмує Вернер Клусмайер. "Ми також плануємо перенести цей виробничий процес на інші компоненти, такі як кришки спинки та панелі приладів".
Процес фольги для двоколірних дверних панелей
На додаток до цих виробничих процесів для несучих деталей, компанія Johnson Controls також розробила абсолютно новий процес, який забезпечує якісне та економічне нанесення двоколірних поверхонь на цільну носію. Точне розташування видимої кольорової розділювальної лінії в канавці більше не вимагає покриття і одночасно забезпечує враження високої якості, одночасно знижуючи витрати. Замість того, щоб використовувати дві панельні деталі з різними кольорами, новий процес плівки дозволяє встановити різнокольорову дверну панель з контурною дизайнерською лінією, яку можна встановити як повний модуль.
Для виготовлення двоколірних дверних панелей потрібно було зібрати дві різнокольорові панелі, а потім зварити між собою. Не дуже приваблива кольорова лінія поділу зазвичай вимагала дорогих чохлів. На відміну від цього, двоколірна технологія плівки пропонує високоякісну лінію поділу кольорів на носії завдяки точному розташуванню в канавці. Методи моделювання та інноваційні технології інструментів під час процесу розробки продукту забезпечують стабільно високу якість товару з меншими витратами, ніж у сучасних двоколірних рішеннях. "Новий двоколірний процес буде готовий до серійного виробництва у 2016 році", - зазначає Вернер Клусмаєр. Можливе подальше застосування з плівками з термопластичного поліолефіну (ТПО). Окрім зменшення ваги, витрат та логістики, оптимізований процес виготовлення двоколірних дверних панелей вражає значно покращеними параметрами NVH та характеристиками аварійності.
Важливість відновлюваної та екологічно чистої сировини, що покращує баланс СО2 продуктів та процесів, буде зростати в майбутньому, як і частка матеріалів, що підлягають вторинній переробці в автомобілях. Не в останню чергу, що стосується глобальної доступності, Johnson Controls робить ставку на використання натуральних волокон, зокрема луб’яних, таких як льон, конопля та кенаф. Наступними кроками розробки є оптимізація процесів у полегшеній конструкції та інтеграція процесів. Крім того, проводяться дослідження поєднання різних волокон між собою та з синтетичними волокнами з метою підвищення таких фізичних властивостей, як термостійкість. На додаток до стійкого зниження витрат і ваги, незалежність від сировини є ключовим моментом. Доступність у всьому світі важлива як ніколи, оскільки всі виробники автомобілів зараз виробляють у всьому світі. Тому управління ланцюгами поставок повинно забезпечувати однакову доступність та якість природних волокон.
Ми покладаємось на поновлювані джерела енергії, а тому особливі
екологічно чиста сировина.
Вернер Класмайєр, менеджер з інноваційних процесів, вдосконалена розробка продуктів, Johnson Controls Automotive Electronics & Interiors