TL;DR

Stansning av krockkuddekomponenter är en högprecisions tillverkningsprocess som är utformad för att producera säkerhetskritiska delar såsom hus för gasgeneratorer, bristskivor och spridare. Eftersom dessa komponenter fungerar som tryckbehållare vid aktivering använder tillverkare främst djupdragsstansning och progressiv stänkform tekniker för att säkerställa strukturell integritet och hermetisk täthet. Vanliga material inkluderar kallvalsat stål 1008 och höghållfast låglegerat (HSLA) stål, valda för sin balans mellan seghet och draghållfasthet.

Framgång inom denna sektor kräver strikt efterlevnad av IATF 16949-standarder, kvalitetskontroll utan defekter och avancerade verktyg som klarar mycket trånga toleranser (ofta ±0,05 mm) vid stora volymer. Processen kännetecknas av omfattande tester i verktyget, inklusive tryckövervakning och bildinspektion, för att garantera tillförlitlig prestanda i livräddande situationer.

Kritiska komponenter: Vilka delar stansas?

Airbagmodulen är en samling av högtekniska metallkomponenter, där varje del har en specifik funktion i utlösningssekvensen. Till skillnad från allmän bilstansning måste dessa delar tåla explosiva tryck utan att spricka.

Fyllningshylsor och behållare

Fyllningshylsan är i praktiken en tryckbehållare. Denna tillverkas främst genom djuptryckning , dessa cylindriska komponenter innehåller det kemiska drivmedlet. Stansprocessen måste skapa en sömlös behållare med jämn väggtjocklek för att förhindra bristning i fel punkt under uppblåsningen. Variationer inkluderar förarhylsor (ratt) och passagerarhylsor.

Trycksäkerhetsmembran

Trycksäkerhetsmembran är precisionskalibrerade tryckavlastningsventiler. Enligt IMS Buhrke-Olson är dessa tunna metallmembran stansade så att vissa linjer är försvagade, vilket säkerställer att de öppnas omedelbart vid ett exakt tryckvärde. Denna kontrollerade brottmekanism gör att gas kan fylla airbaggen inom millisekunder samtidigt som övertryck förhindras.

Diffusorer och skärmar

När gasen släpps ut passerar den genom stansade diffusorer och filterskärmar. Diffusorer, ofta tillverkade av 1008 kallvalsat stål, sprider gasflödet jämnt för att blåsa upp kudden symmetriskt. Filterskärmar, ofta stansade av 304 rostfritt stål, fångar partiklar och kyler den expanderande gasen för att skydda airbagens tyg från termisk skada.

Tillverkningsprocesser: Djupdragning kontra progressiv stansning

Val av rätt tillverkningsmetod styrs av komponentens geometri och funktion. För krockkuddssystem framträder två dominerande tekniker: djupdragning för inneslutning och progressiv stansning för komplexa monteringsdetaljer.

Djupdragsstansning för tryckhållfasthet

Djupdragning är avgörande för att skapa de sömlösa förbränningskapslar som beskrivs ovan. Processen innebär att dra en platt metallblank in i en formspruta för att forma en ihålig form där djupet överstiger diametern. Den kritiska ingenjörsutmaningen här är att hantera materialflödet för att förhindra väggtunnning . Om metallen sträcks för tunn vid krönet blir kapseln ett svagt ställe som kan brista katastrofalt under en olycka.

Progressiv dieskärning för komplexa geometrier

För komponenter som fästplattor och tätningsringar erbjuder progressiv dieskärning hög hastighet och möjlighet till komplexa geometrier. ESIs fallstudie om tätningsringar för knäluftkudde visar användningen av ett 24-stations progressivt verktyg för att forma delar med toleranser på 0,1 mm. Denna metod matar en metallremsa genom flera stationer – där skärning, böjning och formning sker samtidigt – för att producera färdiga delar i takter överstigande en miljon enheter per år.

Tillverkare står ofta inför utmaningen att skala upp dessa komplexa processer från initial validering till massproduktion. Företag som Shaoyi Metal Technology hanterar detta genom att erbjuda omfattande stanslösningar som kopplar samman snabb prototypframställning (t.ex. 50 enheter för testning) och högvolymstillverkning, vilket säkerställer att kritiska komponenter som reglagearmar och underredskonstruktioner uppfyller globala OEM-standarder tillsammans med luftkudskomponenter.

Avancerad servopressteknologi

Modern airbagstansning använder också servopressteknologi för att hantera de unika belastningarna i arbetet. Konventionella pressar kan ha svårt med de höga stötlaster som uppstår vid stansning av höghållfasta stål. Kyntronics påpekar att servo-styrda aktuatorer möjliggör exakt kontroll av kraft och position, vilket tillåter kvalitetskontroller under processen för att omedelbart upptäcka defekter under slaget, snarare än vid efterspaning efter produktionen.

Materialvetenskap: Stållegeringar och formbarhet

Materialval vid stansning av airbagkomponenter är en avvägning mellan formbarhet (för tillverkning) och hög draghållfasthet (för säkerhet).

• 1008 kallvalsat stål: Enligt Metallflöde , detta är branschens arbetshest för inflatorhus och diffusorer. Det erbjuder utmärkt ductilitet, vilket möjliggör djupdragning utan sprickbildning, samtidigt som det ger tillräcklig hållfasthet för den färdiga behållaren.
• Höghållfast låglegerat (HSLA) stål: Används för strukturella komponenter som ändkapslar och fästbracketar som måste motstå deformation under belastning. HSLA-kvaliteter ger högre sträckgräns än lätt stål men kräver högre tonnage-pressar för formning.
• Djupdragningskvalitet (DDQ) stål: För delar med extrema djup-till-diameter-förhållanden anges DDQ-stål för att minimera risken för rivning under omformningsprocessen.
• 304 rostfritt stål: Används främst för filterskärmar och interna komponenter som kräver korrosionsmotstånd och termisk stabilitet mot den heta gas som genereras av påfyllnadsanordningen.

Ingenjörsutmaningar och kvalitetssäkring

Kravet på "noll defekter" i airbagtillverkning är inte en bombastisk benämning; det är ett bokstavligt krav. Ett enda fel i fältet kan leda till dödsolyckor och massåterkallanden. Därför förskjuts ingenjörsfokus kraftigt mot prediktiv modellering och on-line-validering.

Hantering av fjädring och kallförhårdning

När tillverkare går över till starkare material för att minska vikten blir fenomen som återfjädring (då metallen återgår till sin ursprungliga form efter omformning) mer påtagliga. Avancerad simuleringsprogramvara (finita elementanalys eller FEA) är obligatorisk för att förutsäga dessa beteenden och kompensera för dem i verktygsdesignfasen. Dessutom orsakar djupdragning arbetsförhårdning, där metallen blir spröd under omformningen. Processingenjörer måste noggrant kontrollera draghastigheter och smörjning för att bevara materialets seghet.

Inverktygssensorik och verifiering

Tillverkare av högsta klass integrerar kvalitetssäkring direkt i stansverktyget. Tekniker såsom trycktest inverktyg och visuell inspektion se till att varje del är verifierad innan den lämnar pressen. För bristskivor är konsekvens i högsta grad avgörande; skärningsdjupet måste kontrolleras inom mikrometer för att garantera att skivan brister vid exakt den dimensionerade trycknivån. Alla avvikelser utlöser omedelbar stopp av maskinen, vilket förhindrar defekta delar från att komma in i leveranskedjan.

Precision räddar liv

Stansning av krockkuddskomponenter representerar korsningen mellan tillverkning i storvolym och absolut ingenjörsprecision. Från djupdragna inflatorhus till kalibrerad utlösning av bristskivor – varje steg i processen styrs av stränga säkerhetsstandarder. För fordons-OEM:er innebär valet av en stansningspartner att inte bara granska deras presskapacitet, utan även deras förmåga att integrera avancerad metallurgi, simulering och intern kvalitetsverifiering i en smidig produktionsprocess.

Vanliga frågor

1. Vilka är de främsta typerna av metallstansning som används för krockkuddar?

De två främsta metoderna är djupdragsstansning och progressiv stansning . Djupdragning används för ihåliga, cylindriska delar som fyllningshöljen eftersom det skapar en sömlös behållare för högt tryck. Progressiv dieskärning används för komplexa delar med många funktioner, som fästen, tätningsringar och diffusorer, vilket möjliggör höghastighetsproduktion av invecklade geometrier.

2. Vilka material är vanligast vid airbagskärning?

1008 kallvalsad stål används omfattande för höljen och diffusorer på grund av dess utmärkta formbarhet. 304 rostfritt stål används ofta för skärmar och filter som kräver värme- och korrosionsmotstånd. HSLA (höghållfast låglegerat stål) stål används för strukturella komponenter som kräver högre brottgräns för att tåla sprängkrafterna vid utlösningsögonblicket.

3. Varför är tryckavlastningsskivor avgörande i airbagsystem?

Tryckavlastningsskivor fungerar som precisionsventiler för tryckavlastning. De skärs med specifika markeringar eller tjocklekar så att de brister vid ett bestämt tryck. Detta säkerställer att airbaggen fylls med rätt hastighet och kraft vid en kollision. Om skärningens tolerans avviker kan airbaggen antingen aktiveras för långsamt eller explodera, vilket kan orsaka skador.