ข้อควรพิจารณาในการออกแบบกันชนรถยนต์

กันชนรถยนต์เป็นอุปกรณ์เสริมที่สำคัญอย่างหนึ่งในรถยนต์ มีหน้าที่หลัก 3 ประการ ได้แก่ ความปลอดภัย ฟังก์ชันการใช้งาน และการตกแต่ง

มีสามวิธีหลักในการลดน้ำหนักของกันชนรถยนต์ ได้แก่ วัสดุน้ำหนักเบา การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง และนวัตกรรมกระบวนการผลิต วัสดุน้ำหนักเบาโดยทั่วไปหมายถึงการแทนที่วัสดุเดิมด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการ เช่น เหล็กที่ทำจากพลาสติก การออกแบบเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของกันชนน้ำหนักเบาส่วนใหญ่จะใช้ผนังบาง กระบวนการผลิตใหม่มีไมโครโฟม เทคโนโลยีใหม่ เช่น วัสดุและการขึ้นรูปด้วยความช่วยเหลือของก๊าซ

พลาสติกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ประสิทธิภาพดี การผลิตง่าย ทนทานต่อการกัดกร่อน ทนต่อแรงกระแทก และมีอิสระในการออกแบบสูง และพลาสติกยังถูกนำมาใช้ในวัสดุยานยนต์มากขึ้นเรื่อยๆ ปริมาณพลาสติกที่ใช้ในรถยนต์ได้กลายเป็นเกณฑ์หนึ่งในการวัดระดับการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ของประเทศ ปัจจุบัน พลาสติกที่ใช้ในการผลิตรถยนต์ในประเทศที่พัฒนาแล้วมีน้ำหนักถึง 200 กิโลกรัม คิดเป็นประมาณ 20% ของคุณภาพรถยนต์ทั้งหมด
อุตสาหกรรมยานยนต์ของจีนใช้พลาสติกค่อนข้างช้า ในรถยนต์ประหยัด ปริมาณพลาสติกมีเพียง 50~60 กิโลกรัม สำหรับรถยนต์ระดับกลางและระดับสูง 60~80 กิโลกรัม และรถยนต์บางคันสามารถบรรทุกได้ถึง 100 กิโลกรัม เมื่อผลิตรถบรรทุกขนาดกลางในจีน รถยนต์แต่ละคันใช้พลาสติกประมาณ 50 กิโลกรัม การใช้พลาสติกของรถแต่ละคันมีเพียง 5% ถึง 10% ของน้ำหนักรถยนต์
วัสดุที่ใช้ทำกันชนมักมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ทนต่อแรงกระแทกและทนต่อสภาพอากาศได้ดี ยึดเกาะสีได้ดี มีความลื่นไหลดี มีประสิทธิภาพการประมวลผลดี และราคาถูก
ดังนั้นวัสดุ PP จึงเป็นทางเลือกที่คุ้มต้นทุนที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัย วัสดุ PP เป็นพลาสติกเอนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม แต่ตัว PP เองมีประสิทธิภาพในอุณหภูมิต่ำและทนต่อแรงกระแทกได้ไม่ดี ไม่ทนต่อการสึกหรอ เสื่อมสภาพง่าย และมีขนาดคงที่ไม่ดี ดังนั้น PP ดัดแปลงจึงมักใช้ในการผลิตวัสดุกันชนรถยนต์ ปัจจุบัน วัสดุพิเศษสำหรับกันชนรถยนต์โพลีโพรพีลีนมักทำจาก PP และผสมและแปรรูปยางหรืออีลาสโตเมอร์ สารตัวเติมอนินทรีย์ มาสเตอร์แบตช์ วัสดุเสริม และวัสดุอื่นๆ ในปริมาณหนึ่ง
ปัญหาที่เกิดจากผนังกันชนบางและวิธีแก้ไข

การที่กันชนบางลงอาจทำให้เกิดการบิดเบี้ยวได้ง่าย และการบิดเบี้ยวนี้เป็นผลมาจากการปลดปล่อยแรงเครียดภายใน กันชนที่มีผนังบางจะสร้างแรงเครียดภายในด้วยเหตุผลต่างๆ ในระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของการฉีดขึ้นรูป
โดยทั่วไปจะรวมถึงความเครียดจากการวางแนว ความเครียดจากความร้อน และความเค้นจากการปลดแม่พิมพ์ ความเครียดจากการวางแนวเป็นแรงดึงดูดภายในที่เกิดจากเส้นใย โซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ หรือส่วนต่างๆ ในของเหลวที่หลอมละลายซึ่งวางแนวไปในทิศทางหนึ่ง และการผ่อนคลายไม่เพียงพอ ระดับของการวางแนวสัมพันธ์กับความหนาของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิของของเหลวที่หลอมละลาย อุณหภูมิแม่พิมพ์ แรงกดในการฉีด และเวลาพัก ยิ่งความหนามากขึ้น ระดับของการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งอุณหภูมิของของเหลวที่หลอมละลายสูงขึ้น ระดับของการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งอุณหภูมิแม่พิมพ์สูงขึ้น ระดับของการวางแนวก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งแรงกดในการฉีดสูงขึ้น ระดับของการวางแนวก็จะยิ่งสูงขึ้น ยิ่งเวลาพักนานขึ้น ระดับของการวางแนวก็จะยิ่งมากขึ้น
ความเครียดจากความร้อนเกิดจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นของของเหลวที่หลอมละลายและอุณหภูมิที่ต่ำลงของแม่พิมพ์ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น การระบายความร้อนของของเหลวที่หลอมละลายใกล้กับโพรงแม่พิมพ์จะเร็วขึ้นและความเครียดทางกลภายในจะกระจายไม่สม่ำเสมอ
ความเครียดในการถอดแม่พิมพ์ส่วนใหญ่เกิดจากการขาดความแข็งแรงและความแข็งของแม่พิมพ์ การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นภายใต้การกระทำของแรงดันการฉีดและแรงดีดออก และการกระจายแรงที่ไม่สม่ำเสมอเมื่อผลิตภัณฑ์ถูกดีดออก
การที่กันชนบางลงก็มีปัญหาในการถอดแม่พิมพ์เช่นกัน เนื่องจากเกจวัดความหนาของผนังมีขนาดเล็กและหดตัวเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์จึงยึดติดกับแม่พิมพ์อย่างแน่นหนา เนื่องจากความเร็วในการฉีดค่อนข้างสูง จึงรักษาระยะเวลาในการฉีดได้ การควบคุมทำได้ยาก ความหนาของผนังและซี่โครงที่ค่อนข้างบางยังเสี่ยงต่อการเสียหายระหว่างการถอดแม่พิมพ์ การเปิดแม่พิมพ์ตามปกติต้องใช้เครื่องฉีดเพื่อให้มีแรงเปิดแม่พิมพ์เพียงพอ และแรงเปิดแม่พิมพ์ควรสามารถเอาชนะแรงต้านทานเมื่อเปิดแม่พิมพ์ได้