Automašīnas bufera dizaina apsvērumi

Automašīnas bamperis ir viens no lielākajiem automašīnas aksesuāriem. Tam ir trīs galvenās funkcijas: drošība, funkcionalitāte un dekorativitāte.

Automobiļu bamperu svaru var samazināt trīs galvenajos veidos: vieglie materiāli, strukturālā optimizācija un ražošanas procesa inovācija. Materiālu vieglais svars parasti attiecas uz sākotnējo materiālu aizstāšanu ar materiāliem ar zemāku blīvumu noteiktos apstākļos, piemēram, no plastmasas izgatavotu tēraudu; vieglo bamperu strukturālās optimizācijas dizains galvenokārt ir plānsienu; jaunajā ražošanas procesā ir mikroputošana. Jaunas tehnoloģijas, piemēram, materiāli un ar gāzi atbalstīta formēšana.

Plastmasas tiek plaši izmantotas autobūves nozarē, pateicoties to nelielajam svaram, labajām īpašībām, vienkāršajai izgatavošanai, izturībai pret koroziju, triecienizturībai un lielajai dizaina brīvības pakāpei, un tās arvien vairāk tiek izmantotas automobiļu materiālos. Automašīnā izmantotās plastmasas daudzums ir kļuvis par vienu no kritērijiem valsts autobūves nozares attīstības līmeņa mērīšanai. Pašlaik attīstītajās valstīs automašīnas ražošanā izmantotās plastmasas daudzums ir sasniedzis 200 kg, kas veido aptuveni 20% no kopējās transportlīdzekļu kvalitātes.
Ķīnas autobūves nozarē plastmasa ir sākusi tikt izmantota salīdzinoši nesen. Ekonomiskās klases automašīnās plastmasas daudzums ir tikai 50–60 kg, vidējas un augstas klases automašīnās — 60–80 kg, un dažas automašīnas var sasniegt pat 100 kg. Ražojot vidēja izmēra kravas automašīnas Ķīnā, katra automašīna izmanto aptuveni 50 kg plastmasas. Katras automašīnas plastmasas patēriņš ir tikai 5–10 % no tās svara.
Bampera materiālam parasti ir šādas prasības: laba triecienizturība un laba izturība pret laikapstākļiem. Laba krāsas saķere, laba plūstamība, laba apstrādes veiktspēja un zema cena.
Attiecīgi, PP materiāli neapšaubāmi ir visrentablākā izvēle. PP materiāls ir universāla plastmasa ar izcilām īpašībām, taču pašam PP ir sliktas zemas temperatūras īpašības un triecienizturība, tas nav nodilumizturīgs, viegli noveco un tam ir slikta izmēru stabilitāte. Tāpēc automašīnu bamperu ražošanā parasti izmanto modificētu PP. Pašlaik īpaši materiāli polipropilēna automašīnu bamperiem parasti ir izgatavoti no PP, un noteikta daļa gumijas vai elastomēra, neorganiskas pildvielas, pamatmaisījuma, palīgmateriālu un citu materiālu tiek sajaukti un apstrādāti.
Problēmas, ko rada plānas bufera sienas, un risinājumi

Bampera retināšana viegli var izraisīt deformāciju, un deformācija rodas iekšējā sprieguma atbrīvošanās rezultātā. Plānsienu bamperi dažādos iesmidzināšanas formēšanas posmos dažādu iemeslu dēļ rada iekšējos spriegumus.
Parasti tas galvenokārt ietver orientācijas spriegumu, termisko spriegumu un veidnes atbrīvošanās spriegumu. Orientācijas spriegums ir iekšēja pievilkšanās, ko izraisa šķiedras, makromolekulu ķēdes vai segmenti kausējumā, kas orientēti noteiktā virzienā, un nepietiekama relaksācija. Orientācijas pakāpe ir saistīta ar izstrādājuma biezumu, kausējuma temperatūru, veidnes temperatūru, iesmidzināšanas spiedienu un aiztures laiku. Jo lielāks biezums, jo zemāka orientācijas pakāpe; jo augstāka kausējuma temperatūra, jo zemāka orientācijas pakāpe; jo augstāka veidnes temperatūra, jo zemāka orientācijas pakāpe; jo augstāks iesmidzināšanas spiediens, jo augstāka orientācijas pakāpe; jo ilgāks aiztures laiks, jo lielāka orientācijas pakāpe.
Termiskais spriegums rodas augstākas kausējuma temperatūras un zemākas veidnes temperatūras dēļ, veidojot lielāku temperatūras starpību. Kausējuma atdzišana veidnes dobuma tuvumā ir ātrāka, un mehāniskais iekšējais spriegums ir nevienmērīgi sadalīts.
Izvešanas spriegumu galvenokārt izraisa veidnes nepietiekamā izturība un stingrība, elastīgā deformācija iesmidzināšanas spiediena un izmešanas spēka ietekmē, kā arī nevienmērīgs spēka sadalījums, kad produkts tiek izmests.
Bampera retināšanai ir arī grūtības ar izņemšanu no veidnes. Tā kā sienas biezuma mērītājs ir mazs un saraušanās ir neliela, produkts cieši pielīp pie veidnes; tā kā iesmidzināšanas ātrums ir relatīvi augsts, tiek saglabāts aiztures laiks. Kontrole ir sarežģīta; relatīvi plānas sienas un ribas izņemšanas laikā ir pakļautas bojājumiem. Veidnes normālai atvēršanai ir nepieciešams, lai iesmidzināšanas iekārta nodrošinātu pietiekamu veidnes atvēršanas spēku, un veidnes atvēršanas spēkam jāspēj pārvarēt pretestību veidnes atvēršanas laikā.