Tepex 先进增强复合材料助力儿童安全座椅头枕轻量化

LANXESS（美国宾夕法尼亚州匹兹堡）的 Tepex 连续纤维增强热塑性复合材料在多种汽车应用中展现潜力——CW近期报道的包括混合金属-复合材料 A 柱支撑、汽车后排座椅外壳和中央扶手演示件。近期案例研究增加了结构安全件轻量化构建应用。

LANXESS 近期开发儿童安全座椅头枕作为技术演示件，展示材料在该市场的机遇。该部件采用颗粒泡沫复合注塑（PCIM）工艺生产。

“Tepex 插件可使头枕重量较市售量产版本减轻高达 30%，且碰撞性能相当。还简化了生产工艺，”LANXESS Tepex 汽车事业部 Dr. Klaus Vonberg 表示。Tepex 由 LANXESS 子公司 Bond-Laminates GmbH（德国布里隆）开发生产。

演示件源于跨国研究项目，获德国联邦经济与能源部资助，作为中小企业中央创新计划（ZIM）一部分。参与者包括开姆尼茨工业大学轻量结构与聚合物技术系（SLK）、Polycomb GmbH（德国 Auengrund）和儿童座椅制造商 Avionaut（波兰 Szarlejka）。

为头枕，项目合作伙伴基于 PCIM 开发替代生产工艺。为局部增强头枕并减重，使用定制 Tepex dynalite 104-FG290(4)/47% 插件。这是聚丙烯基复合材料，经两层连续玻纤粗纱增强。插件在带转盘的注塑模具中单工序成型，再用短玻纤增强聚丙烯化合物背注，集成头枕和靠背支撑结构。预制插件再在第二模具中用发泡聚丙烯（EPP）颗粒泡沫背发泡。

参考头枕目前采用多个单独部件系列生产，支撑结构为长玻纤增强聚丙烯，用四根聚丙烯载体销与单独发泡的 EPP 部件装配。

“新高集成度生产工艺不仅比原工艺更节能，还直接生成成品部件。总零件数从六个减至一个，降低了物流和机器投入的生产成本，”开姆尼茨工业大学科研助理、ZIM 项目负责人 Norbert Schramm 表示。

当前版本玻纤增强头枕组件减重约 26%，项目参与者指出还有提升空间。据 Schramm 称，“若复合半成品和注塑材料均用碳纤维增强，组件将轻近 30%。”

项目中，SLK 选材、分析复合粘结、设计结构、拓扑优化。Polycomb 主导演示件开发设计实施、原型生产和系统概念优化。Avionaut 分析力传递区域、开发设计、在真实碰撞测试中考核头枕和整座椅碰撞行为。LANXESS 协助选材和混合模塑工艺开发等任务。

LANXESS 认为 Tepex 和新工艺在婴儿背带、靠背、扶手及自动驾驶汽车高度复杂座椅概念、穿梭/VIP/家庭巴士和电动汽车舒适座椅座壳生产中具有潜力。

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