Tepexはチャイルドシートのヘッドレストデモンストレーターを強化します

ランクセス（米国ペンシルバニア州ピッツバーグ）のTepex連続繊維強化熱可塑性複合材料は、さまざまな自動車用途（ CW ）の可能性を示しています。 最近カバーされたのは、ハイブリッド金属複合自動車用Aピラー、自動車用後部座席シェル、およびセンターコンソールアームレストデモンストレーターのサポートです。同社の最近のケーススタディでは、構造安全コンポーネントの軽量構造がリストに追加されています。

ランクセスは最近、この市場での材料の機会を説明するための技術デモンストレーターとしてチャイルドシートのヘッドレストを開発しました。このコンポーネントは、粒子発泡複合射出成形（PCIM）プロセスで製造されます。

「Tepex製のインサートは、市販のコンポーネントバリアントと比較して、ヘッドレストの重量を最大30％削減でき、クラッシュパフォーマンスも比較的良好です。また、製造プロセスが簡素化されます」とランクセスのTepex AutomotiveGroupのDr.KlausVonbergは述べています。 Tepexは、ランクセスの子会社であるBond-Laminates GmbH（ドイツ、ブリーロン）によって開発および製造されています。

デモンストレーターは、中小企業（SME）の中央イノベーションプログラム（ドイツ語の頭字語：ZIM）の一環として、ドイツ連邦経済エネルギー省が資金提供した多国籍研究プロジェクトの結果です。このプログラムに参加しているのは、ケムニッツ工科大学の軽量構造およびポリマー技術部門（SLK）、Polycomb GmbH（ドイツ、アウェングルント）、およびチャイルドシートメーカーのAvionaut（ポーランド、シャルレイカ）です。

ヘッドレストについては、プロジェクトパートナーがPCIMに基づく代替生産プロセスを開発しました。個々の場所でヘッドレストを補強し、重量を減らすために、彼らはTepexダイナライト104-FG290（4）/ 47％で作られたカスタマイズされたインサートを使用しました。これは、2層の連続ガラス繊維ロービングで強化されたポリプロピレンベースの複合材料です。インサートは、ターニングプレート付きの射出成形ツールを使用して単一のプロセス操作で形成され、ヘッドレストとバックレストのサポート構造を統合するために、短いガラス繊維強化ポリプロピレンコンパウンドがバックインジェクションされます。次に、プレハブインサートは、発泡ポリプロピレン（EPP）をベースにしたパーティクルフォームを使用して、2番目のツールでバックフォームされます。

対照的に、リファレンスヘッドレストは現在、ランクセスによると、複数の個別のコンポーネントを使用して直列に製造されています。支持構造は、長ガラス繊維強化ポリプロピレンで構成されています。 4本のポリプロピレン製キャリアピンを使用して、個別に発泡したEPPコンポーネントで組み立てられています。

「新しい高度に統合された製造プロセスは、前の手順よりもエネルギー効率が高いだけでなく、完成したコンポーネントに直接つながります。これにより、部品の総数が6つから1つに減り、ロジスティクスと必要な機械費の面での生産コストも削減されます」と、ケムニッツ工科大学の科学アシスタントであり、そこでZIMプロジェクトの責任者を務めるNorbertSchramm氏は述べています。

ガラス繊維を採用した現在のバージョンのヘッドレストコンポーネントによる軽量化は約26％ですが、プロジェクトの参加者はさらに多くの可能性があると述べています。 Schramm氏によると、「炭素繊維をベースにした補強材を複合半製品と射出成形材料に使用すると、アセンブリがほぼ30％軽量化されます。」

このプロジェクトでは、SLKが材料を選択し、複合材料の接着を分析し、構造を設計し、トポロジーの最適化を実行しました。ポリコームは、デモンストレーターの開発と設計の実装、プロトタイプの作成、およびシステムコンセプトの最適化を主導しました。 Avionautは、力の伝達領域を分析し、設計を開発し、現実的な衝突試験などでヘッドレストとシート全体の衝突挙動を調べました。ランクセスは、プロジェクトパートナーが材料を選択するのを支援し、ハイブリッド成形プロセスの開発などのタスクも支援しました。

ランクセスは、自動運転車の新しい非常に複雑な座席コンセプトや、シャトル、VIP、ファミリーバス、電気自動車のコンフォートシート用のシートシェルだけでなく、幼児用キャリア、背もたれ、アームレストの製造におけるTepexと新しいプロセスの可能性を見出しています。