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轻,再轻,更轻,汽车轻量化之微发泡技术

车轻量化一直是汽车未来发展趋势的一大方向,也是新能源汽车解决续航里程的一大因素,而传统的以塑代钢已经在汽车的轻量化上取得了巨大的成功,但是如何再次减重却成了新的问题,而这时一种全新的技术应运而生,那就是微发泡技术,它实现了汽车以塑代钢后的再一次大幅减重,对汽车行业的发展起到了推进性的作用。而今天我们要讲的就是这个微发泡技术。


一、背景


既然是想了解微发泡技术,自然就要先了解其背景。

微发泡技术最早是由麻省理工大学发明,后授权给美国Trexel公司将技术商业化,微发泡技术仅由美国Trexel公司授权提供。

微发泡技术在亚洲,欧洲以及北美已拥有或申请超70个专利权。用户广泛分布在在亚洲、欧洲和美国。

世界上主要微发泡注塑机企业:

赫斯基、阿博格、德马格、恩格尔、米拉克龙、克劳斯玛菲、海天、三菱、巴顿菲尔德、日本制钢所等


图 部分微发泡注塑机企业logo(以上仅列举部分企业logo)


二、工艺流程


在上面了解了微发泡技术那强大的的背景后,我们就要开始了解微发泡技术的工艺流程,它到底是怎么样进行的微发泡?


首先氮气或二氧化碳经过流体控制系统产生超临界流体,再通过注气通道打入注塑机螺杆的均化区,通过螺杆塑化剪切,高分子熔体和超临界流体在均化区内充分溶解形成单相融体并保持在一定的恒定压力下,当注塑机的注射指令发出时,自锁喷嘴将会打开将单相融体射入模具的型腔中,形成微发泡产品。


图 微发泡注塑工艺流程示意图


微发泡成型过程可分成三个阶段:

首先是将超临界流体(二氧化碳或氮气)溶解到高分子熔体中形成单相融体并保持在高压力下;

然后,通过自锁喷嘴射入温度和压力较低的模具型腔,由于温度和压力降低引发分子的不稳定性从而在制品中形成大量的气泡核;

最后这些气泡核逐渐长大生成微小的孔洞。


图 微发泡制品内部结构


详细过程请看一下视频,视频时长不超过3分钟,建议在WIFI条件下观看,土豪请随意!




三、与常规注塑方式的比较


微发泡的工艺过程想必大家通过视频和以上的讲解应该也有了自己的理解,那么为什么微发泡技术这么受欢迎,它到底有着什么样的魅力?


对国外现有采用Trexel公司专利的微发泡注塑成型机进行分析及相关的数据比较可以看出,与常规的模塑制品相比,除去购买许可证和增加设备的投资以外,微发泡模塑制品的平均成本可降低16%-20%。而这主要通过四个方面实现:

1)微发泡注塑循环周期可减少50%,从而降低了加工成本。同时注塑制品的下脚料比例降低,设备的能耗也更低。

2)对于相同类型的制品,微发泡注塑工艺可以使用更小和更少的机器,模具成本更低,从而降低投资成本。

3)由于微发泡注塑制品的密度降低,可以设计具有更薄壁结构的制品,降低制品的材料成本。

4)由于减少或消除了常规模塑在合模和保压过程中产生的模内应力,因此微发泡注塑可以制备更平、更直和尺寸精度更高的制品,从而为制品的品质和价格提升提供了更大空间。


图 微发泡的优势


四、应用


以下为小编收集的一下微发泡技术在实际生产中的应用,详细如下:


图 普利特微发泡PP应用于汽车前端模块


 

图 微发泡聚乳酸应用于一次性餐盒


 

图 微发泡PVC


 图 微发泡材料应用于奔驰汽车门内饰板


 图 微发泡材料应用于宝马风扇罩及叶片


 图 微发泡材料应用于汽车领域


 图 微发泡材料应用于打印机


 图 微发泡材料应用于薄壁容器


 图 微发泡材料应用于托盘


 图 微发泡材料应用于其他应用


以上素材来自于百度文库,上传者:zhujianghongmi,原作者:海天北化张安震,艾邦高分子虚竹整理编辑。



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