3D打印在安全氣囊模具上的應(yīng)用

影響汽車購買的因素除了汽車的外觀、價(jià)格、性能以外，汽車遭遇事故其安全配置是每一個(gè)購買者首要考慮的問題。而在汽車安全配置中最為重要典型的就是安全氣囊系統(tǒng)。

安全氣囊系統(tǒng)是一種被動安全性的保護(hù)系統(tǒng)，它與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供有效的防撞保護(hù)。在汽車相撞時(shí)，汽車安全氣囊可使頭部受傷率減少25%，面部受傷率減少8 0%左右。

圖1：安全氣囊啟動動態(tài)圖

因此安全氣囊的質(zhì)量問題一直是每個(gè)汽車制造商必須注重的問題，因?yàn)檫@一項(xiàng)關(guān)乎消費(fèi)者的生命安全。

某研究機(jī)構(gòu)做過一個(gè)關(guān)于安全氣囊的試驗(yàn)。（如以下動態(tài)圖所示）

圖2：某機(jī)構(gòu)的西瓜試驗(yàn)動圖

當(dāng)汽車安全氣囊能夠準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的打開時(shí)，從高處落下的西瓜能夠完好安穩(wěn)的落在氣囊上。但當(dāng)西瓜落下，安全氣囊稍微晚了幾秒鐘打開，西瓜落下被撞擊的崩裂開來。如果這個(gè)西瓜是駕駛者的頭部？后果可想而知。所以：安全氣囊的好壞直接關(guān)系到你是否能在肇事中幸存下來。

那么如何高效的制造出質(zhì)量精良的安全氣囊產(chǎn)品是擺在眼前的首要問題。在模具產(chǎn)品制造中，汽車安全氣囊的制作難度是業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為較高的，首先傳統(tǒng)水路無法深入深筋位，冷卻時(shí)間非常長，其次，產(chǎn)品內(nèi)部復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量難以精準(zhǔn)把控。

圖3：毅速ESU汽車安全氣囊產(chǎn)品模型圖

如上圖安全氣囊模具產(chǎn)品：

1、產(chǎn)品兩側(cè)有較多的深筋位，無法走水路；

2、筋位處需要較長時(shí)間冷卻，成型周期較長。

那么如何解決上述項(xiàng)目難點(diǎn)，毅速設(shè)計(jì)師采用兩種方式：精準(zhǔn)突破，隨形冷卻。

一、精準(zhǔn)突破

我們知道汽車安全氣囊模具產(chǎn)品兩側(cè)具有較多的深筋位（如圖3所示），這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致我們無法將模具這塊區(qū)域設(shè)計(jì)水路。

為了能夠使產(chǎn)品型腔內(nèi)無任何冷卻盲點(diǎn)，冷卻均衡，提高產(chǎn)品良率。毅速的設(shè)計(jì)師采用鑲件的方式，將安全氣囊模具拆分成一個(gè)個(gè)鑲件，進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，將每一塊局部都能設(shè)計(jì)出隨形水路。（如圖4所示）

圖4：汽車安全氣囊模具鑲件及水路模型圖

而這樣設(shè)計(jì)的效果我們可以從以下汽車安全氣囊的型腔界面處的模流分析圖得到一些具體的數(shù)據(jù)

圖5：模具-型腔界面處 (平均）溫度模流分析圖

通過拆鑲件走水路的方式，此深筋位處模具-型腔界面處溫度，普通水路位110.1℃，隨形水路為81.17℃，3D打印水路比普通水路低26.2%（28.93℃）。由此可見，它能夠有效的降低模具型腔內(nèi)溫度，有利于使產(chǎn)品均勻冷卻，提高產(chǎn)品良率。

二、隨形冷卻

前文提過，汽車安全氣囊模具制作難度是公認(rèn)為難度較高的。首要問題就是不易冷卻，制作周期漫長，生產(chǎn)效率低下。毅速針對項(xiàng)目難點(diǎn)，決定采用3D打印技術(shù)，讓“難點(diǎn)變優(yōu)勢”。

冷卻慢，周期長，其原因在于模具水路系統(tǒng)無法深入筋位底部，冷卻水路無法到底，自然冷卻時(shí)間慢，生產(chǎn)周期長。毅速通過設(shè)計(jì)橢圓形扁水路，深入到筋位底部，保證水路能夠覆蓋產(chǎn)品任意一處。從而加速冷卻效率，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

我們可以通過模流分析圖得到汽車安全氣囊運(yùn)用傳統(tǒng)水路與3D打印技術(shù)制作的隨形水路冷卻時(shí)長的對比。

圖6：普通水路零件達(dá)到頂出溫度時(shí)間：21.5s

圖7：隨形水路零件達(dá)到頂出溫度時(shí)間：13.84s

我們可以很明顯的由圖3與圖4的數(shù)據(jù)看出，3D打印的隨形水路零件冷卻時(shí)間比普通水路要快35.6%（7.66s）。由局部到整體，我們可以說3D打印的隨形水路能夠使汽車安全氣囊減少冷卻時(shí)間，縮短產(chǎn)品周期，提高生產(chǎn)效率。

革故鼎新，開辟未來，模具3D打印技術(shù)的發(fā)展為汽車模具行業(yè)帶來新的契機(jī)，特別對于汽車安全裝置，只有讓產(chǎn)品質(zhì)量得到精準(zhǔn)把控，才能保障客戶的生命安全。毅速ESU作為一家新興的研發(fā)公司，一邊學(xué)習(xí)一邊總結(jié)，一邊改善一邊發(fā)展，厚積薄發(fā)打磨出更加高效，更加精準(zhǔn)安全的汽車安全氣囊模具產(chǎn)品。

別急，還沒完。汽車安全氣囊僅靠自身質(zhì)量過硬也是不夠的，使用者也應(yīng)該注意安全氣囊的正確使用方式，雙重保險(xiǎn)才能保障自身安全。

安全氣囊注意事項(xiàng)！

注意事項(xiàng)

Caution

1、不要在氣囊的上方，前方或近處放置物品，也不得將其覆蓋或者包裹

2、切記不可隨意修改安全氣囊的零件或者線路！

3、兒童乘車盡量遠(yuǎn)離安全氣囊安裝的位置。

4、安全氣囊指示燈亮要立即去檢修，不可馬虎隨意抱著僥幸心理。

5、開車時(shí)姿勢盡量不要過于前傾，且一定要系好安全帶。

6、安全氣囊為一次性產(chǎn)品，車輛發(fā)生碰撞彈出后，需更換新的氣囊。

7、只有車輛在規(guī)定的速度（50Km/h）角度發(fā)生碰撞，安全氣囊才會啟動。

8、

道路千萬條，安全第一條。我們作為制造商應(yīng)該使用最好的技術(shù)，最好的材料去嚴(yán)格把控汽車安全氣囊及其他產(chǎn)品的質(zhì)量。但再好的產(chǎn)品也只是做一個(gè)防范措施，其根源還要看作為產(chǎn)品使用者們是否注意使用方式及行車規(guī)范，交通安全。只有這樣才能讓您安全上路，遠(yuǎn)離事故！