Производствен процес за леки интериорни панели за врати
Намаляването на разходите и теглото винаги играе важна роля в автомобилната индустрия, но напоследък устойчивостта също играе важна роля. Вътрешната облицовка на вратите на BMW 3 Series е първото приложение от автомобилната серия, произведено по хибридна технология на производство. В сравнение с използването на изкопаеми суровини, процесът е ценово стабилен и благодарение на съдържанието на естествени влакна от 70 процента, също и 20 процента по-лек.
Намаляването на разходите и теглото играе основна роля в автомобилната индустрия. Това важи и за вътрешната зона. За да отговори на тези изисквания, Johnson Controls, Neuss, непрекъснато развива производствените процеси. Комбинират се отделни етапи на процеса, повишава се степента на автоматизация и се създават така наречените хибридни производствени процеси, които съчетават различни производствени процеси. В допълнение към новоразработените производствени процеси, глобалната наличност при същите условия е голямо предизвикателство, за да се запази конкурентоспособността.
Ламперията на интериорните врати на настоящата BMW 3 Series е първото приложение от автомобилната серия, произведено по хибридна производствена технология. Подложка от игли от дървесни влакна със свързващо вещество от акрилна смола се притиска в инструмент при температури от 200 до 220 ° C и след това се инжектира обратно в машина за шприцоване. Това дава на вратата облицовка с ребрена структура за подсилване в необходимите точки. Делът на естествените влакна в тази така наречена подложка от Fibrowood е 70 процента. В сравнение с използването на изкопаеми суровини, този процес е относително стабилен в цената. Постелката се характеризира с ниското си тегло на единица площ и доброто поведение при удар.
В невидимите елементи на панелите на вратите за седана и турнето на новото BMW Серия 3 се използват възобновяеми и следователно екологични суровини. Панелът на вратата се състои от носител от естествени влакна, който е директно формован обратно с пластмаса. Този производствен процес прави компонента с 20% по-лек от конвенционалните компоненти. През 2012 г. Johnson Controls получи награда от Обществото на инженерите по пластмаси (SPE) за този панел на врати от естествени влакна. „С тази иновация помагаме на BMW да направи новата серия 3 по-устойчива. Икономията на тегло също може значително да намали консумацията “, казва д-р. Вернер Клусмайер, мениджър Процес на иновации Разширено разработване на продукти в Johnson Controls Автомобилна електроника и интериор.
По-нататъшно развитие на производствения процес
За да продължи да отговаря на изискванията на автомобилната индустрия в бъдеще, хибридните производствени процеси в Johnson Controls са доразвити. Материалите на дървесна основа с къси влакна се използват в постелките от Fibrowood, но са необходими по-дълги влакна, за да се спести още повече тегло. В допълнение, процесът на Fibrowood изисква кондициониране след завършване, за да се постигне определено ниво на влага. С процеса EcoCor, който се използва за ламперията на вратите за настоящия Mercedes C-Class, не е необходимо кондициониране, тъй като материалът абсорбира 50 процента по-малко влага от изтривалките Fibrowood. Това е голямо предимство за глобална употреба.
Тази подложка EcoCor е термопластично свързана, гъвкава подложка, изработена от полипропилен и естествени влакна като лен, коноп и кенаф, които са по-малко експанзивни при висока влажност и поради това не са толкова чувствителни към климатичните условия. Той се загрява до над 200 ° C и след това се притиска в инструмент при ниска температура и се инжектира обратно директно в инструмента за шприцоване. По този начин фиксаторите (закрепванията) и други армировъчни носачи могат да бъдат прикрепени към носача в една стъпка. Теглото на носещата част е намалено до 1400 g/m². Повърхностните материали могат да се нанасят без адхезия в едноетапен процес. Интериорната облицовка на вратите за Mercedes C-Class е първата глобална програма на Johnson Controls, която се произвежда едновременно в Европа, САЩ, Китай и Южна Африка.
Глобалната наличност е особено важна за автомобилните производители, но климатичните условия в Китай са различни от тези в Европа например. „Когато започнахме да разработваме облицовка на интериорните врати, първо разгледахме глобалните климатични данни. От това успяхме да установим кои свойства на материала са ни необходими за носещите части “, обяснява Вернер Клусмайер. „Разглеждаха се само леки материали, които не се разширяват твърде много във влага. За целта определихме различните коефициенти на разширение при различни степени на влага и стигнахме до заключението, че процесът EcoCor е много по-подходящ за глобална употреба от Fibrowood. "
Базираната в Neuss компания направи много, за да осигури глобална наличност. „Тествахме потенциални материали по света и направихме сравнения с Китай, САЩ и Европа. Основният проблем беше: какво трябва да се промени, за да се изпълнят всички спецификации на производителя на превозното средство на място “, казва Вернер Клусмайер. Носещата част трябва да има същите физически параметри по целия свят. С процеса EcoCor за новия Mercedes C-Class тези изисквания могат да бъдат изпълнени. Суровините за новия носител първоначално се получават от Германия, а постелките се изпращат от Европа до световните производствени мощности.
CHyM: По-нататъшно развитие на процесите на формоване под налягане
След хибридните производствени процеси на Fibrowood и EcoCor, третият етап от разработката е новият хибриден процес на компресионно формоване (Compression Hybrid Molding, CHyM), който имаше европейската си премиера на IAA 2013. Процесът на компресионно формоване CHyM за производството на интериорни панели за врати комбинира предимствата на компонентите от естествени влакна и термопластичното шприцоване. Вътрешните компоненти, произведени по този процес, са с 40 процента по-леки от компонентите, направени чрез шприцоване. По отношение на продуктите в сравними ценови категории, CHyM предлага едновременно най-висока якост на компонентите с намалено тегло.
Намаляването на теглото и твърдостта, които са оптимизирани с 30 процента, опростяват монтажа на облицовката на вратата в корпуса. С въвеждането на процеса CHyM в модел от горния среден клас на немски производител на премиум, теглото на използваната подложка от естествени влакна е намалено до 1200 g/m². „Това е намалило наполовина теглото на носещите части за панелите на вратите в рамките на 20 години“, обобщава Вернер Клусмайер. „Също така планираме да прехвърлим този производствен процес върху други компоненти, като капаци на облегалката и арматурни панели.“
Процес на фолио за двуцветни панели на вратите
В допълнение към тези производствени процеси за носещи части, Johnson Controls разработи и изцяло нов процес, който позволява висококачествено и рентабилно нанасяне на двуцветни повърхности върху едноцелен носител. Прецизното позициониране на видимата цветна разделителна линия в жлеб вече не изисква покритие и в същото време осигурява впечатление с първокласно качество, като същевременно намалява разходите. Вместо да се използват две ламперии с различни цветове, новият филмов процес позволява инсталирането на многоцветен панел на вратата с контурна дизайнерска линия, който може да се инсталира като цялостен модул.
За да се получат двуцветни панели на вратите, трябваше да се монтират две различни цветни панели и след това да се заварят заедно. Не особено привлекателната цветна разделителна линия обикновено изискваше скъпи корици. За разлика от това, двуцветният филмов процес предлага висококачествена линия за разделяне на цветовете върху носител, благодарение на точното позициониране в жлеб. Симулационни методи и иновативни технологии на инструментите по време на процеса на разработване на продукта осигуряват постоянно висококачествен продукт на по-ниски разходи, отколкото при днешните двуцветни решения. „Новият двуцветен процес ще бъде готов за серийно производство през 2016 г.“, отбелязва Вернер Клусмайер. Възможно е и бъдещо приложение с филми, изработени от термопластичен полиолефин (TPO). В допълнение към намаляването на теглото, разходите и логистиката, оптимизираният процес за производство на двуцветни панели за врати впечатлява със значително подобрени параметри на NVH и ефективност при срив.
Значението на възобновяемите и екологично чисти суровини, които подобряват CO2 баланса на продуктите и процесите, ще продължи да се увеличава в бъдеще, както и делът на рециклируемите материали в автомобилите. Не на последно място по отношение на глобалната наличност, Johnson Controls разчита на използването на естествени влакна, по-специално на ликувани влакна като лен, коноп и кенаф. Следващите стъпки за развитие са оптимизацията на процесите в леката конструкция и интеграцията на процесите. Освен това се провеждат изследвания върху комбинацията от различни влакна помежду си и със синтетични влакна, за да се увеличат физическите свойства като устойчивост на топлина. В допълнение към устойчивото намаляване на разходите и теглото, независимостта от суровините е ключов момент. Наличността в световен мащаб е по-важна от всякога, защото всички производители на превозни средства сега произвеждат по целия свят. Следователно управлението на веригата за доставки трябва да осигури еднаква наличност и качество на естествените влакна.
Разчитаме на възобновяеми и следователно специални
екологично чисти суровини.
Вернер Клусмайер, мениджър Процес на иновации Разширено разработване на продукти, Johnson Controls Автомобилна електроника и интериор