ข้อควรพิจารณาในการออกแบบกันชนรถยนต์

กันชนรถเป็นอุปกรณ์ชิ้นใหญ่ชิ้นหนึ่งในรถยนต์มีหน้าที่หลัก 3 ประการ ได้แก่ ความปลอดภัย ประโยชน์ใช้สอย และการตกแต่ง

มีสามวิธีหลักในการลดน้ำหนักของกันชนรถยนต์: วัสดุน้ำหนักเบา การปรับโครงสร้างให้เหมาะสม และนวัตกรรมกระบวนการผลิตน้ำหนักเบาของวัสดุโดยทั่วไปหมายถึงการแทนที่วัสดุเดิมด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ เช่น เหล็กที่ทำจากพลาสติกการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของกันชนน้ำหนักเบาส่วนใหญ่เป็นผนังบางกระบวนการผลิตแบบใหม่มีฟองขนาดเล็กเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น วัสดุและการขึ้นรูปแบบใช้แก๊สช่วย

พลาสติกถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ประสิทธิภาพดี ผลิตง่าย ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่อแรงกระแทก และมีอิสระในการออกแบบสูง และมีการใช้มากขึ้นในวัสดุยานยนต์ปริมาณพลาสติกที่ใช้ในรถยนต์กลายเป็นเกณฑ์หนึ่งในการวัดระดับการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์ของประเทศปัจจุบัน พลาสติกที่ใช้ในการผลิตรถยนต์ในประเทศพัฒนาแล้วมีน้ำหนักถึง 200 กก. ซึ่งคิดเป็นประมาณ 20% ของคุณภาพรถยนต์ทั้งหมด
พลาสติกถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมรถยนต์ของจีนค่อนข้างช้าในรถยนต์ประหยัด ปริมาณพลาสติกอยู่ที่ 50~60 กก. สำหรับรถยนต์ระดับกลางและระดับสูง 60~80 กก. และรถยนต์บางรุ่นอาจถึง 100 กก.เมื่อผลิตรถบรรทุกขนาดกลางในจีน รถทุกคันใช้พลาสติกประมาณ 50 กก.ปริมาณการใช้พลาสติกของรถแต่ละคันมีเพียง 5% ถึง 10% ของน้ำหนักรถเท่านั้น
วัสดุของกันชนมักมีข้อกำหนดดังต่อไปนี้: ทนต่อแรงกระแทกได้ดีและทนต่อสภาพอากาศได้ดีการยึดเกาะของสีที่ดี การไหลที่ดี ประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดี และราคาต่ำ
ด้วยเหตุนี้ วัสดุ PP จึงเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัยวัสดุ PP เป็นพลาสติกอเนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม แต่ตัว PP เองมีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำต่ำและทนทานต่อแรงกระแทก ไม่ทนต่อการสึกหรอ แก่ง่าย และมีความคงตัวของขนาดต่ำดังนั้น PP ดัดแปลงจึงมักใช้สำหรับการผลิตกันชนรถยนต์วัสดุ.ในปัจจุบัน วัสดุพิเศษสำหรับกันชนรถยนต์โพลีโพรพิลีนมักจะทำจาก PP และสัดส่วนของยางหรืออีลาสโตเมอร์ สารตัวเติมอนินทรีย์ มาสเตอร์แบทช์ วัสดุเสริม และวัสดุอื่นๆ
ปัญหาที่เกิดจากผนังกันชนบางและแนวทางแก้ไข

กันชนที่บางลงทำให้เกิดการเสียรูปบิดงอได้ง่าย และการบิดเบี้ยวผิดรูปเป็นผลมาจากการคลายความเค้นภายในกันชนที่มีผนังบางทำให้เกิดแรงเค้นภายในจากหลายสาเหตุในระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของการฉีดขึ้นรูป
โดยทั่วไป ส่วนใหญ่จะรวมถึงความเครียดในการวางแนว ความเค้นจากความร้อน และความเครียดจากการคลายตัวของแม่พิมพ์ความเค้นในทิศทางเป็นแรงดึงดูดภายในที่เกิดจากเส้นใย โซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ หรือส่วนต่างๆ ในเนื้อหลอมที่หลอมละลายในทิศทางที่แน่นอนและการคลายตัวที่ไม่เพียงพอระดับการวางแนวเกี่ยวข้องกับความหนาของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิหลอมเหลว อุณหภูมิแม่พิมพ์ แรงดันฉีด และเวลาพักยิ่งความหนามากเท่าใด ระดับการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้นยิ่งอุณหภูมิหลอมเหลวสูงเท่าใด ระดับการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้นยิ่งอุณหภูมิของแม่พิมพ์สูงขึ้นเท่าใด ระดับการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้นยิ่งแรงดันฉีดสูงขึ้นเท่าใด ระดับการวางแนวก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้นยิ่งเวลาที่อยู่อาศัยนานเท่าใด ระดับการปฐมนิเทศก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ความเค้นจากความร้อนเกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นของการหลอมและอุณหภูมิที่ต่ำกว่าของแม่พิมพ์ ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้นการระบายความร้อนของวัสดุหลอมใกล้กับโพรงของแม่พิมพ์จะเร็วขึ้น และความเครียดภายในเชิงกลจะกระจายไม่สม่ำเสมอ
ความเครียดในการถอดแม่พิมพ์มีสาเหตุหลักมาจากการขาดความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของแม่พิมพ์ การเสียรูปแบบยืดหยุ่นภายใต้การกระทำของแรงดันในการฉีดและแรงดีดออก และการกระจายแรงที่ไม่สม่ำเสมอเมื่อผลิตภัณฑ์ถูกขับออกมา
กันชนที่บางลงยังมีปัญหาเรื่องความยากในการถอดประกอบอีกด้วยเนื่องจากเกจวัดความหนาของผนังมีขนาดเล็กและมีการหดตัวเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์จึงติดแน่นกับแม่พิมพ์เนื่องจากความเร็วในการฉีดค่อนข้างสูง เวลาพักจึงคงอยู่การควบคุมเป็นเรื่องยากความหนาของผนังและโครงที่ค่อนข้างบางยังไวต่อความเสียหายระหว่างการถอดแบบการเปิดแม่พิมพ์ปกติต้องใช้เครื่องฉีดเพื่อให้แรงเปิดแม่พิมพ์เพียงพอ และแรงเปิดแม่พิมพ์ควรจะสามารถเอาชนะแรงต้านได้เมื่อเปิดแม่พิมพ์