Výsledok nových partnerstiev je veľmi ľahký

Aktuálne články od „Výrobcov a dodávateľov“

Aktuálne články z „Technology & Development“

Emisná norma Euro 7

Aktuálne články z „Výroba a logistika“

Deň inteligentnej výroby

Deň inteligentných tovární 2020

Aktuálne články z „Ľahkej konštrukcie a karosérie“

Aktuálne články zo špeciálu

Biely papier
Webináre
obrázky
Spoločnosti
Archív zošita
Články podliehajúce registrácii

Ľahké ultraľahké sedadlo: výsledok nových partnerstiev

Len za sedem mesiacov niekoľko priemyselných partnerov vypracovalo štúdiu uskutočniteľnosti ultraľahkého sedadla. Vyžadovali sa nielen najmodernejšie technológie, ale aj rýchlejšie formy práce. Konečným výsledkom je prototyp hardvéru pre interiér budúcnosti.

Spoločnosti na túto tému

Koncept ultraľahkých sedadiel od CSI Entwicklungsstechnik je aktuálnym príkladom inovatívnej sily poskytovateľov inžinierskych služieb.

Aj keď v súčasnosti dochádza k posunu smerom k čistej elektromobilite v oblasti pohonu, čo znamená, že známe tradičné pohonné systémy budú v budúcnosti pravdepodobne vylúčené, v iných oblastiach vozidiel existuje nový potenciál. Napríklad v interiéri vozidla: v budúcnosti by to malo ísť nad rámec klasickej individuálnej mobility. Sedadlo tu hrá rozhodujúcu úlohu. Koncepty vozidiel v oblasti mikromobility, sťahovania osôb alebo takzvaných lietajúcich taxíkov rozširujú oblasť použitia sedadla, zároveň sa stávajú zložitejšími. S vedomím dlhodobej vysokej dôležitosti systému v často uvádzanom interiéri budúcnosti sa stretlo niekoľko spoločností: Ich cieľom bolo implementovať koncepciu sedadla vozidla, ktorá premyslí tento obchod za predpokladu ultraľahkej konštrukcie.

Jedným z troch iniciátorov bol poskytovateľ inžinierskych služieb (EDL) CSI Entwicklungsstechnik. Hlavný zodpovedný za projekt, Stefan Herrmann, vysvetľuje spoločný prístup: „Cieľom bolo úplne premyslieť sedadlo na prázdnom hárku papiera s novými technológiami.“ Patrí sem aditívna výroba, ako aj procesná technológia xFK v 3D.

Ľahká sedačka váži iba desať kilogramov

Ďalšími iniciátormi sú Alba Tooling & Engineering a manažérske poradenstvo AMC. Za pouhých sedem mesiacov od augusta 2018 sa spolu s ďalšími partnermi rozhodli nielen teoreticky premýšľať o ultraľahkom sedadle, ale realizovať ho až po hardvérový prototyp. Sledovali tým radikálny cieľ: dnešné minimalistické sklopné škrupinové sedadlá môžu v lepšom prípade vážiť dvanásť kilogramov. Spodná konštrukcia sedadla a spojenia často nie sú súčasťou dodávky. Ultraľahké sedadlo váži podľa úrovne konfigurácie okolo desať kilogramov (vrátane spodnej stavby sedadla). To zodpovedá minimálne 20-percentnej úspore hmotnosti.

Veľkou výhodou, ktorú iniciátori zvlášť zdôrazňujú, bola úzka koordinácia. Každá strana prispela svojím špecifickým know-how. V tomto kole sa EDL zamerala na produkt, a teda okrem nápadu, štýlu a konceptu aj na témy ako výpočet a simulácia, ako aj kontrola projektu.

Spoločnosť AMC prevzala analýzu projektu

AMC tiež pôsobilo ako zdroj nápadov a prebralo analýzu projektu. Spoločnosť však predovšetkým poskytovala poradenstvo v oblasti koncepcií vinutia a nástrojov, ako aj strategických ľahkých konštrukcií a zodpovedala za hodnotový reťazec základnej technológie xFK používanej v 3D. Podľa AMC ide o vysoko flexibilnú, lacnú a udržateľnú vláknovú kompozitnú technológiu pre komponenty vinutia, ktorú je možné navrhnúť takmer akýmkoľvek spôsobom. Ak sú sklo, uhlík, čadič a mnoho ďalších prírodných vlákien z kompozitných materiálov (xFK) zarovnané podľa požadovaných funkcií komponentov a záťažových skupín a vyrobené v troch rozmeroch (xFK v 3D), vzniknú priestorové, ultraľahké konštrukčné komponenty. Výhody tohto procesu sú mnohorozmerné: siahajú od umiestnenia vlákien určených na absorbovanie sily a napätia po minimálny odpad materiálu.

Alba Tooling & Engineering spojila tieto techniky

Alba Tooling & Engineering prevzala časť kombinujúcu technológie. Spoločnosť ťažila zo svojich odborných znalostí v oblasti výroby nástrojov a zariadení, výroby komponentov a obloženia sedadiel. Poslednému kroku predchádzala výroba navíjacích nástrojov xFK-in-3-D a ďalších komponentov, ako sú rohože z vláknového rúna a diely čalúnenia. Alba Tooling & Engineering za to bola zodpovedná aj spolu s ďalšími partnerskými spoločnosťami.

Covestro bol jedným z nich. Výrobca lepiacich surovín sprevádzal vývoj ľahkej flísovej škrupiny použitej na sedadlo. Vlákna sa spevnia adhéznymi surovinami Dispercoll a potom sa zlisujú do stabilnej vláknitej rohože vo forme sedacej časti. Mal by byť mechanicky stabilný a pohodlný.

Ďalším dôležitým komponentom je zadný panel. Spoločnosť 3D Core vyvinula prototypy týchto zložitých komponentov na základe údajov CAD. Najskôr boli vyvinuté súpravy foriem s cieľom vytvoriť predlisky pre dva zadné panely. Pomocou VA-RTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) boli prototypy týchto komponentov vyrobené v jednodielnych formách spoločnosťou Alba Tooling & Engineering.

Spoločnosť 3D Core dokázala, že vďaka svojej technológii je možné rýchlo vyrábať funkčné kompozitné komponenty jednoduchými prostriedkami ako alternatívu k trojrozmernej tlači. Prechod na sériovú výrobu je pomocou tohto materiálového systému jednoduchý.

Projekt vznikol na LTF 2018

Organizátor veľtrhu Reed Exhibitions prostredníctvom Lightweight Technologies Forum (LTF), ako aj spoločnosti LBK a Robert Hofmann, tiež poskytli dôležité impulzy pre dokončenie sídla. Takto projekt uviedli do života iniciátori LTF 2018. Preto je Olaf Freier, riaditeľ podujatia na výstavách Reed Exhibitions, šťastný aj z úspešného výsledku: „To, čo sa začalo ako virtuálny vývoj v LTF, sa skončilo pozoruhodným koncom fyzickým záverom projektu.“ Za navíjanie nosného rámu xFK bola zodpovedná predovšetkým spoločnosť LBK. -Prototypy.

Okrem výroby komponentov čalúnenia sedadla sa Robert Hofmann ujal aj potlače rôznych konštelácií komponentov z plastu a kovu, ako sú vložky pre navíjanie nástrojov na navíjanie uhlíka. Použité procesy boli selektívne laserové spekanie (SLS) pre plasty a selektívne laserové tavenie (SLM) pre kovy.

Ľahká konštrukcia ako tímová práca

Pre úspech projektu bola rozhodujúca neustála a nekomplikovaná výmena medzi všetkými zúčastnenými. "Samozrejme, v trámoch je aj vryp." Musíte prilákať individuálne požiadavky partnerov s veľkými vyjednávacími schopnosťami a opatrnosťou, “hovorí manažér CSI Herrmann.

V spoločnosti Alba Tooling & Engineering bol za koordináciu zodpovedný Michael Janz. Potvrdzuje zvláštnu kvalitu výmeny: „Ak sme mali nezrovnalosti v dizajne nášho prototypu sedadla, bolo to jasné: počíta sa hovorené slovo. V automobilovom svete a najmä pri sériovom vývoji to zvyčajne funguje inak: prostredníctvom písomných špecifikácií, požiadaviek na zmeny, konštrukčných špecifikácií, katalógov materiálov atď. Vďaka spoločnej flexibilite pri vytváraní prototypového sedadla sme však hlavne ušetrili čas a peniaze. “

Kompozity Európa 2018

Koncept ultraľahkej sedačky v tejto podobe napríklad zámerne neobsahuje ani airbagy, ani detekčné systémy: „Po dokončení fázy prototypu je možné sedadlo teraz porovnávať s ostatnými prototypmi sedadiel. Logicky to však ešte neprešlo tempom reálnych testov komponentov alebo celkových testov sedadiel, ako je to bežné pri vývoji sérií, t. J. Validované v konvenčnom procese vývoja série. To sa nedá dosiahnuť pomocou takejto časovej osi. Pri virtuálnom návrhu sedadla boli pri výpočte a simulácii pomocou CSI a AMC zohľadnené najrelevantnejšie prípady zaťaženia. Ak chcete porovnať čas vývoja v automobilovom interiéri okolo troch rokov s našimi niekoľkými mesiacmi, porovnanie samozrejme zaostáva. “Zdôrazňuje však tiež:„ Mnoho ďalších prototypových štúdií je na ceste oveľa dlhšie, kým nebudú pre zákazníka fyzickými objektmi s najnovšími materiálmi a technológiami sú hmatateľné. “

3D tlač je obmedzená na to najnutnejšie

Výmena príslušného technologického know-how bola ďalšou pridanou hodnotou pre iniciátorov a partnerov. Napríklad spoločnosť CSI prišla do kontaktu s xFK v 3D a teraz plánuje ďalšie zintenzívnenie spolupráce s AMC nad rámec projektu. Alba Tooling & Engineering na druhej strane dokázala presadiť tému 3-D tlače v novom prostredí. „3D tlač znižujeme na minimum. Takto teda nechceme robiť celé čalúnenie, iba súčiastky. Potom vytvoríme hybrid a spojíme ho s našimi ďalšími procesmi. Následne bude lepšia integrácia a ekonomická efektívnosť, pretože s ňou začleníme jednotlivé časti kompletného sedadla, “vysvetľuje Michael Janz. Spoločnosť sa nakoniec zameriava na hybridnú 3D tlač.

Uplatnenie sedadla: hyperautá a letectvo

V súčasnosti je možnou možnosťou integrácia sedadla do hyperauta. V tejto triede vozidiel by zníženie hmotnosti prinieslo značnú výhodu. Stefan Herrmann tiež verí, že vykročenie z tejto medzery je možné z dlhodobého hľadiska. Príkladom môže byť expanzia do leteckého poľa, konkrétne do takzvaných lietajúcich taxíkov. "S leteckým taxíkom sme ako CSI zatiaľ neviditeľní." Ale môžeme tento projekt použiť na získanie počiatočného zviditeľnenia, “hovorí Herrmann.

Okrem úspory hmotnosti má projekt aj etapu rozširovania, ktorá by z dlhodobého hľadiska mohla byť zaujímavá pre účastníkov odvetvia: Podľa Herrmanna mohla byť konštrukcia sedačky vyrobená z prírodných vlákien. To je v súlade s megatrendom udržateľnosti. Skutočnosť, že by sme chceli predstaviť projekt ostatným účastníkom odvetvia, neukazuje iba prítomnosť na tohtoročnom summite ľahkých konštrukcií »Automobil Industrie«. Tam sa prototyp hardvéru predstaví priemyslu prvýkrát. Potom sa chcete obrátiť priamo na potenciálnych koncových zákazníkov: „Najprv zájdeme k výrobcom OEM, aby videli, odkiaľ technológia pochádza. V druhom kroku potom predstavíme dodávateľov systému. Chceme, aby sa táto technológia dostala na trh. A to je možné iba prostredníctvom profesionálnej, dôslednej a cielenej industrializácie, “sumarizuje Herrmann.