SHRNUTÍ

Stříhání komponent airbagu je vysokopřesný výrobní proces určený k výrobě dílů zásadních pro bezpečnost, jako jsou skříně inflátorů, trhací kotouče a difuzory. Jelikož tyto komponenty během aktivace fungují jako tlakové nádoby, výrobci především používají hluboké tažení a postupná matice techniky zajišťující strukturální integritu a hermetické utěsnění. Běžné materiály zahrnují 1008 za studena válcovanou ocel a ocel s vysokou pevností a nízkým obsahem slitin (HSLA), vybrané pro jejich rovnováhu mezi tažností a pevností v tahu.

Úspěch v tomto odvětví vyžaduje striktní dodržování standardů IATF 16949, kontrolu kvality bez vady a pokročilé nástroje schopné udržet úzké tolerance (často ±0,05 mm) při výrobě velkých sérií. Proces je charakterizován přísným testováním uvnitř matrice, včetně sledování tlaku a vizuální kontroly, aby byla zaručena spolehlivá funkce v situacích závislých na životě.

Klíčové komponenty: Které díly se stříhají?

Modul airbagu je sestava vysoce specializovaných kovových dílů, z nichž každý plní v procesu aktivace airbagu odlišnou funkci. Na rozdíl od běžných automobilových lisovaných dílů musí tyto součásti odolávat explozivnímu tlaku, aniž by se roztříštily.

Skříně a nádoby inflátoru

Skříň inflátoru je vlastně tlaková nádoba. Tyto válcové komponenty, které jsou vyráběny především pomocí hluboké tlačení , obsahují chemické tuhé palivo. Lisovací proces musí vytvořit těsnou nádobu s rovnoměrnou tloušťkou stěn, aby nedošlo k prasknutí v nesprávném místě během nafukování. Mezi varianty patří nádoby pro řidiče (ve volantu) a pro spolujezdce.

Přerušovací kotouče

Přerušovací kotouče jsou přesně kalibrované pojistné ventily. Jak je uvedeno IMS Buhrke-Olson , tyto tenké kovové membrány jsou lisovány tak, aby byly na určitých liniích napilovány či oslabeny, což zajistí jejich okamžité otevření při přesně stanovené hladině tlaku. Tento mechanismus řízeného porušení umožňuje plynem naplnit airbag během milisekund a zároveň zabrání přetlaku.

Difuzory a filtry

Jakmile je plyn uvolněn, prochází razovanými difuzory a filtračními mřížkami. Difuzory, často vyrobené z oceli 1008 za studena válcované, rovnoměrně rozvádějí tok plynu, aby se airbag rovnoměrně nafoukl. Filtrační mřížky, často razované z nerezové oceli 304, zachycují částice a ochlazují expandující plyn, čímž chrání tkáň airbagu před tepelným poškozením.

Výrobní procesy: hluboké tažení vs. postupná matrice

Výběr správné výrobní metody je určen geometrií a funkcí součástky. U airbagových systémů se prosazují dvě dominantní techniky: hluboké tažení pro uzavření a stříhání na postupné matici pro složité montážní prvky.

Hluboké tažení pro těsnost pod tlakem

Hluboké tažení je nezbytné pro vytváření bezševných skříní inflátoru, jak je popsáno výše. Proces spočívá v tažení plochého plechu do dutiny matrice za účelem vytvoření dutého tvaru, u nějž hloubka přesahuje průměr. Klíčovou inženýrskou výzvou zde je řízení toku materiálu za účelem prevence tenčení stěny . Pokud se kov příliš protáhne v oblouku, stane se skříň slabým místem, které může při nehodě katastrofálně selhat.

Postupné razení pro složité geometrie

U součástek, jako jsou upevňovací konzoly a těsnicí přechodky, nabízí postupné razení vysokou rychlost a možnost realizace složitých geometrií. Studie případu společnosti ESI o těsnicích přechodkách kolenních airbagů ukazuje použití 24stanovišťového postupného nástroje pro tváření dílů s tolerancí 0,1 mm. Tato metoda vedе kovový pásek více stanicemi – kde současně probíhá řezání, ohýbání a tváření – a umožňuje výrobu hotových dílů ve výrobních rychlostech přesahujících jedno milion jednotek ročně.

Výrobci často čelí výzvě škálování těchto komplexních procesů od počáteční validace až po sériovou výrobu. Společnosti jako Shaoyi Metal Technology tuto výzvu řeší nabízením komplexních řešení pro tváření, která propojují mezeru mezi rychlým prototypováním (např. 50 kusů pro testování) a vysokoodvodňovou výrobou, čímž zajišťují, že kritické součástky, jako jsou řídicí ramena a rámy karoserií, splňují globální standardy OEM stejně jako díly airbagů.

Pokročilá servotlaková technologie

Moderní výstřih airbagů využívá také technologii servolisovacích lisech, která zvládá jedinečné namáhání spojené s tímto úkonem. Tradiční lisovací stroje mohou mít problémy s vysokými rázovými zatíženími, která vznikají při tváření vysoce pevnostních ocelí. Kyntronics upozorňuje že servo-řízené ovládání umožňuje přesnou kontrolu síly a polohy, čímž umožňuje kontroly kvality během procesu, které okamžitě odhalí vady již během zdvihu, nikoli až při inspekci po výrobě.

Věda o materiálech: Ocelové třídy a tvárnost

Výběr materiálu u součástek airbagů představuje kompromis mezi tvárností (pro výrobu) a vysokou mezí pevnosti v tahu (pro bezpečnost).

• ocel 1008 válcovaná za studena: Podle Tok kovu , to je průmyslový standard pro skříně inflátorů a difuzory. Nabízí vynikající tažnost, což umožňuje hluboké tažení bez praskání, a zároveň poskytuje dostatečnou pevnost pro hotový díl.
• Vysoce pevná nízkolegovaná (HSLA) ocel: Používá se pro konstrukční díly, jako jsou konce a upevňovací konzoly, které musí odolávat deformaci za zatížení. Oceli HSLA nabízejí vyšší mez kluzu než mírná ocel, ale pro tváření vyžadují lisy s vyšším tahem.
• Ocel s vlastnostmi hlubokého tažení (DDQ): Pro díly s extrémním poměrem hloubky k průměru se určuje ocel DDQ, aby se minimalizovalo riziko trhání během tvářecího procesu.
• nerez 304: Hlavně se používá pro filtrační mřížky a vnitřní komponenty vyžadující odolnost proti korozi a tepelnou stabilitu vůči horkému plynu generovanému nafukovačem.

Inženýrské výzvy a zajištění kvality

Požadavek „nulových vad“ při výrobě airbagů není jen módní frází; jedná se o doslovný požadavek. Jediná porucha v provozu může vést ke smrtelným následkům a rozsáhlým zpětným odběrům. V důsledku toho se inženýrský důraz posouvá silně směrem k prediktivnímu modelování a kontrole v rámci výrobní linky.

Řízení pružného návratu a tvárného zpevnění

Jak výrobci přecházejí k pevnějším materiálům za účelem snížení hmotnosti, jevy jako pružení zpět (návrat kovu do původního tvaru po tváření) se stávají výraznějšími. Pokročilý simulační software (metoda konečných prvků nebo FEA) je nezbytný pro předpovídání těchto chování a jejich kompenzaci ve fázi návrhu nástrojů. Kromě toho hluboké tažení způsobuje otužování materiálu, při kterém se kov během tváření stává křehkým. Inženýři procesů musí pečlivě kontrolovat rychlosti tažení a mazání, aby udrželi tažnost materiálu.

Senzory a ověřování uvnitř nástroje

Výrobci nejvyšší třídy integrují zajištění kvality přímo do stříhacího nástroje. Technologie, jako je tlakové testování uvnitř nástroje a vizuální kontrola zajistěte, že každá součástka je ověřena před tím, než opustí lisy. U trhacích disků je rozhodující konzistence; hloubka vrypu musí být kontrolována v mikronech, aby bylo zajištěno, že disk praskne přesně při navrženém tlaku. Jakékoli odchylky spustí okamžité zastavení stroje a zabrání tak tomu, aby vadné díly vstoupily do dodavatelského řetězce.

Přesnost zachraňuje životy

Lisování komponent airbagů představuje spojení sériové výroby a absolutní inženýrské přesnosti. Od hlubokého tažení skříní inflátorů po kalibrované uvolnění trhacích disků je každý krok procesu řízen přísnými bezpečnostními standardy. Pro automobilové výrobce znamená výběr lisovacího partnera nejen posouzení jeho lisovací kapacity, ale i schopnosti integrovat pokročilou metalurgii, simulace a provozní kontrolu kvality do jednotné výrobní linky.

Nejčastější dotazy

1. Jaké jsou hlavní typy kovového lisování používané pro airbags?

Dvě hlavní metody jsou hluboké tažení a progresivní razení . Hlubinné tažení se používá pro duté válcové díly, jako jsou skříně inflátorů, protože vytváří bezševnou nádobu odolnou proti vysokému tlaku. Postupné stříhání na raznicích se používá pro složité díly s mnoha prvky, jako jsou konzoly, těsnicí kroužky a difuzory, a umožňuje rychlou výrobu komplikovaných geometrií.

2. Jaké materiály jsou nejběžnější při tváření airbagů?

1008 pozinkovaný za studena válcovaný plech je široce používán pro skříně a difuzory díky vynikající tvárnosti. nerezová ocel 304 je běžný u mřížek a filtrů, které vyžadují odolnost proti teplu a korozi. HSLA (vysokopevnostní nízkolegovaná ocel) ocel se používá pro konstrukční díly, které vyžadují vyšší mez pevnosti v tahu, aby odolaly silám při aktivaci.

3. Proč jsou burst disky (přepouštěcí membrány) kritické pro systémy airbagů?

Burst disky působí jako přesné pojistné ventily. Jsou razeny se specifickými vrypy nebo tloušťkami tak, aby praskly při určeném tlaku. Tím je zajištěno, že se airbag nafoukne správnou rychlostí a silou při nárazu. Pokud jsou rozměry razení mimo tolerance, může dojít k příliš pomalému nasazení airbagu nebo dokonce k explozi, což může způsobit zranění.