Tegen de achtergrond van gewichtsvermindering in de automobielindustrie, kostenbeheersing en voortdurende verbetering van de uiterlijke kwaliteit, automobielindustrie kunststofonderdelen zijn onmisbaar geworden in interieur- en exterieurafwerking, functionele verbindingselementen, slijtvaste bewegende onderdelen en toepassingen in vloeistofsystemen. In vergelijking met metalen bieden kunststoffen een lage dichtheid, een hoge vormgeefefficiëntie, grotere ontwerpvrijheid, een goede corrosiebestendigheid en zijn ze uitermate geschikt voor de geïntegreerde productie van complexe structuren.
Dit artikel gaat over zeven soorten kunststoffen die veel worden gebruikt in auto-onderdelen: PP, ABS, PC-ABS, POM, PE, ASA en PA6, en analyseert deze systematisch vanuit het oogpunt van prestatiekenmerken, typische toepassingen, verwerkingsprocessen en compatibiliteit met oppervlaktebehandelingen.
Veelgebruikte kunststoffen voor auto-accessoires
PP: Lichtgewicht en kosteneffectief materiaal voor binnen- en buitenafwerking
Polypropyleen (PP) is een materiaal dat op zeer grote schaal wordt gebruikt voor interieur- en exterieuronderdelen van auto’s, met voordelen zoals een lage dichtheid, lage wateropname, goede chemische bestendigheid, goede verwerkbaarheid en lage kosten. PP is met name geschikt voor de productie van grote, lichtgewicht en prijsgevoelige onderdelen, zoals bumperbekledingen, instrumentenpaneelbehuizingen, deurpanelen, stijlenbekledingen, opbergvakken en stoelbekledingen.
Wat de verwerking betreft, heeft PP een goede vloeibaarheid en is het geschikt voor het spuitgieten van dunwandige onderdelen met een groot oppervlak. PP heeft echter een beperkte warmtevervormingsbestendigheid, en de stijfheid en maatvastheid ervan zijn niet zo goed als die van technische kunststoffen,
Bij het ontwerpen van producten is het van belang om aandacht te besteden aan het waarborgen van een gelijkmatige wanddikte, de plaatsing van ribben, de krimpgraad en kromtrekking. Bij het ontwerpen van matrijzen moeten de uitloophoek en de positie van de ingang op een verstandige manier worden bepaald om het risico op lasnaden, stromingssporen en vervorming te verminderen.
ABS: materiaal voor auto-onderdelen met een hoog decoratief oppervlak
ABS combineert een relatief goede taaiheid, verwerkbaarheid, maatvastheid en een aantrekkelijk oppervlak. Het grootste voordeel van ABS ligt in het aantrekkelijke uiterlijk en het gemak waarmee het kan worden geverfd, gegalvaniseerd, bedrukt, gelast en verlijmd. Daarom wordt het vaak gebruikt voor gegalvaniseerde roosters in auto’s, decoratieve glanzende strips, behuizingen van achteruitkijkspiegels, bedieningsknoppen in het midden, bedieningspanelen voor airconditioning en afdekkingen van het instrumentenpaneel.
De beperkingen van ABS liggen vooral in het feit dat de weersbestendigheid, chemische bestendigheid en hittebestendigheid ervan relatief gemiddeld zijn. Gewoon ABS is niet geschikt voor langdurige blootstelling aan sterk ultraviolet licht, hoge temperaturen en omgevingen met complexe chemische stoffen. Voor afwerkingsonderdelen voor buiten of onderdelen waaraan hoge eisen worden gesteld op het gebied van weersbestendigheid, moet weerbestendig ABS, ASA of PC/ABS als alternatief worden overwogen.
Bij het ontwerp van het productieproces moeten ABS-onderdelen een gelijkmatige wanddikte behouden en moeten inzinkingen, gasvlekken en lasnaden worden vermeden. Voor hoogglanzende, gegalvaniseerde en gelakte onderdelen zijn de afwerking van het matrijsoppervlak, het ontluchtingssysteem en de beheersing van de interne spanning in het spuitgietproces van bijzonder groot belang.
PC-ABS: hoogwaardige technische kunststof met evenwichtige, veelzijdige prestaties
PC-ABS is een technische kunststoflegering die ontstaat door PC en ABS te mengen. Het combineert de hittebestendigheid, taaiheid en slagvastheid van PC met de goede verwerkbaarheid en oppervlaktekwaliteit van ABS. Het wordt vaak gebruikt in auto-onderdelen zoals hoogwaardige instrumentenpanelen, decoratieve panelen voor de middenconsole, stuurkolomafdekkingen, airbagafdekkingen, ventilatiepanelen en gegalvaniseerde deurgrepen. PC/ABS is geschikt voor midden- tot hoogwaardige kunststof auto-onderdelen waaraan eisen worden gesteld op het gebied van sterkte, uiterlijk, hittebestendigheid en maatvastheid.
Tijdens de verwerking stellen PC-ABS-werkstukken relatief hoge eisen aan de regeling van de materiaaldroging, de smelttemperatuur en de matrijstemperatuur. Bij onvoldoende droging is de kans groot dat er zilverkleurige strepen, luchtbellen en oppervlaktefouten ontstaan. Bij het productontwerp moet worden vermeden dat lasnaden op zichtbare oppervlakken en in gebieden met hoge spanning komen te liggen, en moet door een goed ontwerp van de inlaat worden gezorgd voor een gelijkmatige vulling van de smelt.
POM: Functioneel materiaal voor slijtvastheid en als vervanging van metaal
Polyoxymethyleen (POM) is een typische semi-kristallijne technische kunststof, die zich kenmerkt door een hoge sterkte, hoge stijfheid, een lage wrijvingscoëfficiënt, uitstekende slijtvastheid en een goede vermoeidheidsweerstand. De specifieke sterkte en specifieke stijfheid liggen dicht bij die van sommige metalen, waardoor het vaak wordt gebruikt in slijtvaste onderdelen voor de automobielindustrie, glijdende onderdelen, klemmen, beugels en vergrendelingsmechanismen.
Typische toepassingen van POM zijn onder meer deurhendels, bevestigingsbeugels voor bumpers, zeer sterke klemmen, verstelmechanismen voor stoelen, raamhefsystemen en onderdelen van veiligheidsgordelsluitingen. Voor onderdelen die herhaaldelijk worden gemonteerd en gedemonteerd, waarbij glijwrijving optreedt of die langdurig worden belast, biedt POM duidelijke voordelen.
POM heeft echter een relatief grote krimp, waardoor de maatvastheid moeilijk te regelen is; ook de hittebestendigheid en de vlamvertragende eigenschappen kennen bepaalde beperkingen. Bij het ontwerp moet voldoende krimpruimte worden ingecalculeerd, en moet speciale aandacht worden besteed aan de basis van klemmen, dunwandige delen en gebieden met spanningsconcentraties. De matrijstemperatuur, de houddruk, het koelsysteem en de positie van de ingang hebben allemaal invloed op de maatvastheid van POM-onderdelen.
PE: Beschermend materiaal met een uitstekende weerstand tegen lage temperaturen en chemische stabiliteit
Polyethyleen (PE) is niet-giftig en geurloos, heeft een lage wateropname, is goed bestand tegen lage temperaturen, is chemisch stabiel, biedt uitstekende elektrische isolatie en kan tegen lage verwerkingskosten worden geproduceerd. PE wordt vaak gebruikt voor brandstoftanks voor auto’s, beschermhulzen voor kabelbomen, kofferbakmatten, vloermatten voor auto’s, koelwaterleidingen en spatbordbekleding.
De belangrijkste voordelen van PE-onderdelen zijn hun weerstand tegen lage temperaturen, hun bestendigheid tegen chemische stoffen en hun goede flexibiliteit, waardoor ze geschikt zijn voor beschermingsonderdelen, opslagtanks, leidingen en onderdelen die aan lage belastingen worden blootgesteld. De hittebestendigheid en mechanische sterkte van PE zijn echter relatief beperkt, waardoor het materiaal niet geschikt is voor constructieonderdelen die aan hoge temperaturen, hoge stijfheid of hoge belastingen worden blootgesteld. Bij langdurige blootstelling aan licht, warmte en ozon kan PE ook verouderen; daarom moet bij blootgestelde PE-toepassingen meestal rekening worden gehouden met modificaties die de weerstand tegen oxidatie en UV-straling verhogen.
Bij het ontwerp van het productieproces moet worden voorkomen dat PE-onderdelen grote structurele belastingen te verduren krijgen, en moet de nadruk worden gelegd op het waarborgen van een gelijkmatige wanddikte, het beperken van krimpvervorming en het verbeteren van de ontvormbaarheid. Voor brandstoftanks en pijpleidingproducten moet ook rekening worden gehouden met de bestendigheid tegen media, de barrière-eigenschappen en de prestaties bij langdurige veroudering onder omgevingsinvloeden.
ASA: Zeer weerbestendig materiaal, geschikt voor exterieuronderdelen van auto’s
ASA is een copolymeer van acrylonitril, styreen en acrylaat. In vergelijking met ABS is het grote voordeel van ASA de betere weersbestendigheid. Het materiaal heeft een relatief goede slagvastheid, hittebestendigheid, chemische bestendigheid en oppervlakteglan, en is bijzonder geschikt voor exterieuronderdelen van auto’s die langdurig worden blootgesteld aan zonlicht, regenwater en temperatuurschommelingen.
ASA wordt vaak gebruikt voor behuizingen van achteruitkijkspiegels, decoratieve onderdelen voor het exterieur, sierpanelen voor de stijlen, onderdelen rondom de grille en ongelakte sierdelen. Voor sierdelen voor het exterieur waarbij de kleurstabiliteit en oppervlaktestructuur op lange termijn behouden moeten blijven, is ASA doorgaans betrouwbaarder dan gewoon ABS.
De belangrijkste beperkingen van ASA zijn de relatief hoge kosten en het feit dat de hechting en het samen smelten met bepaalde materialen mogelijk niet optimaal zijn. Tijdens de verwerking moet worden gezorgd voor een gelijkmatige wanddikte, moeten de matrijstemperatuur en de oppervlakteafwerking worden gecontroleerd en moeten vloeisporen, lasnaden en kleurverschillen op zichtbare oppervlakken worden vermeden. Bij ongelakte ASA-onderdelen zijn de kwaliteit van het matrijsoppervlak en de stabiliteit van het spuitgietproces rechtstreeks bepalend voor het uiteindelijke uiterlijk.
PA6: Materiaal met hoge sterkte en hoge taaiheid voor functionele onderdelen in de automobielindustrie
Polyamide 6, afgekort als PA6, wordt gekenmerkt door een hoge mechanische sterkte, een goede taaiheid, een goede slijtvastheid, een uitstekende oliebestendigheid en relatief goede prestaties bij lage temperaturen. Door glasvezelversterking kunnen de stijfheid, de warmtevervormingstemperatuur en de maatvastheid van PA6 verder worden verbeterd.
PA6 wordt vaak gebruikt in onderdelen voor veiligheidsgordels, koppelingen, tandwielen, constructiebeugels, randapparatuur voor motoren, klemmen en oliebestendige functionele onderdelen. In vergelijking met PP en ABS is PA6 beter geschikt voor hogere mechanische belastingen of veeleisende gebruiksomstandigheden.
Het nadeel van PA6 is de hoge wateropname. Vochtopname leidt tot maatveranderingen en beïnvloedt de mechanische eigenschappen en de montagetoleranties. Daarom moet PA6 vóór verwerking volledig worden gedroogd, en moet bij het ontwerp ook rekening worden gehouden met maatveranderingen na vochtopname. Bij met glasvezel versterkt PA6 moet bovendien aandacht worden besteed aan de oriëntatie van de glasvezels, kromtrekking en losse vezelranden aan het oppervlak.
Selectiecriteria voor kunststoffen voor auto-accessoires
Bij de keuze van kunststofmaterialen voor de automobielindustrie mag men zich niet uitsluitend baseren op één enkele prestatie-indicator, maar moet er een alomvattende afweging worden gemaakt op basis van de functie van het onderdeel, de gebruiksomgeving, het spuitgietproces, de eisen ten aanzien van het uiterlijk en de kostendoelstellingen:
Voor grote, goedkope en lichtgewicht afwerkingsonderdelen voor binnen en buiten is PP een veelgebruikte voorkeurskeuze;
Voor decoratieve onderdelen waaraan hoge eisen worden gesteld op het gebied van uiterlijk, galvaniseren en lakken biedt ABS grotere voordelen;
Voor componenten uit het midden- tot topsegment, waaraan relatief hoge eisen worden gesteld op het gebied van hittebestendigheid, taaiheid, uiterlijk en maatvastheid, is PC/ABS geschikter;
Voor slijtvaste, wrijvingsarme en als vervanging voor metalen onderdelen is POM een veelgebruikte keuze in de machinebouw;
Voor onderdelen die bestand zijn tegen lage temperaturen, chemische stoffen en die een beschermende functie hebben, biedt PE een relatief goede prijs-kwaliteitverhouding;
Voor buitenbekledingsonderdelen die langdurig aan de buitenlucht worden blootgesteld, is ASA stabieler dan gewoon ABS;
Voor functionele onderdelen die een hoge sterkte, slijtvastheid en oliebestendigheid vereisen, biedt PA6 – en met name versterkte, gemodificeerde PA6-materialen – duidelijke voordelen op het gebied van sterkte en duurzaamheid.
Opties voor oppervlaktebehandeling van kunststof accessoires
Nadat kunststof auto-accessoires zijn verwerkt, kunnen ze niet direct worden gemonteerd en gebruikt. Om hun duurzaamheid en weersbestendigheid te vergroten, is een passende oppervlaktebehandeling essentieel. Hieronder som ik enkele behandelingsprocessen op die wij vaak toepassen:
Vlambehandeling is vooral geschikt voor materialen met een lage oppervlakte-energie, zoals PP en PE, en wordt vaak toegepast als voorbehandeling vóór het lakken van onderdelen zoals bumpers, zijskirts, wielkasten en beschermpanelen van de carrosserie. Het doel hiervan is om de oppervlakte-energie van kunststoffen te verhogen, de hechting van verf en lijmen te verbeteren en de verffilm op carrosserie-afwerkingsonderdelen stabieler te maken.
Plasmabehandeling is toepasbaar op talrijke kunststoffen, zoals PP, PE, POM, PA6 en PC-ABS, en is met name geschikt voor lokale verlijmings-, bekledings- en laktoepassingen. De behandeling heeft tot doel het materiaaloppervlak te reinigen en te activeren, de hechtkracht van coatings, lijmen en afdichtingsmiddelen te verbeteren en de betrouwbaarheid van de assemblage te vergroten bij beklede onderdelen voor het auto-interieur, decoratieve onderdelen voor deurpanelen en functionele verbindingsstukken.
De Corona-behandeling wordt voornamelijk toegepast op PP- en PE-folies, platen, substraten voor etiketten en zachte bekledingsmaterialen. Deze behandeling heeft tot doel de oppervlaktespanning van het materiaal te verhogen door middel van een hoogspanningsontlading, waardoor inkt, coatings en lijmlagen beter hechten. De behandeling wordt vaak gebruikt voor beschermfolies voor de automobielindustrie, decoratieve folies, markeerfolies en plaatmaterialen voor interieurafwerking.
De primerbehandeling is geschikt voor moeilijk te verlijmen kunststoffen zoals PP, PE en POM, en kan ook worden gebruikt om de hechting te verbeteren vóór het lakken of verlijmen van ABS, PC/ABS en PA6. De functie ervan is het vormen van een overgangslaag tussen het kunststofsubstraat en de coating, het verbeteren van de weerstand tegen vochtige hitte, kokend water en wisselende temperaturen, en het wordt vaak gebruikt voor het lakken van bumpers, het bekleden van interieurs en het verlijmen van kunststof sierpanelen.
Deze verfbehandeling is geschikt voor ABS, PC/ABS, ASA en PA6, evenals voor PP en PE na oppervlakteactivering. De behandeling heeft tot doel de kleurconsistentie, de glans van het oppervlak, de krasbestendigheid en de chemische bestendigheid te verbeteren. De behandeling wordt vaak toegepast op decoratieve panelen voor de middenconsole, bedieningspanelen voor de airconditioning, ventilatiepanelen, bumpers en behuizingen van achteruitkijkspiegels, en kan de visuele textuur van de interieur- en exterieurafwerking van auto’s aanzienlijk verbeteren.
De galvanische behandeling is voornamelijk toepasbaar op ABS en PC/ABS van galvanische kwaliteit. Deze behandeling heeft als doel kunststofonderdelen een metaalglans en een hogere oppervlaktehardheid te geven. Deze behandeling wordt vaak toegepast op radiatorroosters voor auto’s, decoratieve glanzende strips, sierstukken voor deurgrepen, ventilatieluikjes, bedieningsknoppen in het midden van het dashboard en voertuiglogo’s, waardoor een gemetalliseerd uiterlijk wordt bereikt voor lichtgewicht kunststofonderdelen.
Vacuümcoating is geschikt voor ABS, PC/ABS, PC, bepaalde ASA-soorten en kunststofonderdelen die met een primer zijn voorbehandeld. Deze techniek dient om metalen decoratieve effecten te creëren, zoals glanzend zilver, zwart chroom en gunmetal, terwijl het voordeel van het lichte gewicht van kunststofonderdelen behouden blijft. Deze techniek wordt vaak toegepast voor sierstrips voor het middenconsole, sierringen voor ventilatieopeningen, knoppen, toetsen en decoratieve onderdelen van het instrumentenpaneel.
Zeefdruk, tampondruk en warmteoverdrachtdruk zijn toepasbaar op ABS, PC/ABS, PA6 en ASA, evenals op PP en PE die door oppervlakteactivering zijn behandeld. Deze technieken dienen om tekst, symbolen en decoratieve patronen op het oppervlak van kunststofonderdelen aan te brengen. Ze worden vaak gebruikt voor panelen van airconditioningsystemen, schakelknoppen, bedieningsknoppen in het midden van het dashboard, functionele draaiknoppen en labels op opbergbakjes, waardoor de functionele herkenbaarheid en de detailkwaliteit van interieuronderdelen voor auto’s worden verbeterd.
Lasergraveren en lasermarkeren zijn toepasbaar op materialen zoals ABS, PC/ABS, PA6, POM en ASA. Deze technieken dienen om slijtvaste, duidelijke en permanente tekens, patronen, QR-codes of serienummers aan te brengen. Ze worden vaak gebruikt voor verlichte knoppen, raamschakelaars, stuurwielknoppen, klemmen, tandwielen, beugels en veiligheidsgerelateerde onderdelen, en kunnen de herkenbaarheid bij nacht en de traceerbaarheid van de kwaliteit verbeteren.
De nabootsing van leerstructuur en oppervlakte-etsing zijn toepasbaar op spuitgietonderdelen van PP, ABS, PC/ABS, ASA, PA6 en andere materialen. Deze panelen zijn bedoeld om tijdens het gietproces direct een leerachtige structuur, zandkorrel, matte structuur of een gesimuleerde leerstructuur te verkrijgen. Ze worden vaak gebruikt voor instrumentenpanelen, deurpanelen, stijlenbekleding, stoelbekleding, opbergvakken en beschermende panelen voor de buitenbekleding. Ze verminderen het ‘plastic gevoel’, beperken reflectie en verbergen lichte krasjes.
Een soft-touch-coating is voornamelijk geschikt voor ABS, PC/ABS, bepaalde PA6-soorten en voorbehandeld PP. Deze coating heeft als functie het aanvoelingsgevoel van kunststofonderdelen te verbeteren en het interieurcomfort en het gevoel van hoogwaardige kwaliteit te versterken. De coating wordt vaak gebruikt voor middenconsolepanelen, armsteunen in deurpanelen, deksels van opbergvakken en bepaalde delen van het instrumentenpaneel, waardoor de contactoppervlakken voor passagiers zachter aanvoelen en meer textuur krijgen.
Weerbestendige blanke lak en UV-beschermende coating zijn geschikt voor ASA-, ABS-, PC/ABS- en PP-onderdelen voor de buitenbekleding, evenals voor sommige blootgestelde PE-onderdelen. Deze coatings zijn bedoeld om de weerstand tegen veroudering door ultraviolette straling, de krasbestendigheid en het kleurbehoud te verbeteren. Ze worden vaak gebruikt voor behuizingen van achteruitkijkspiegels, decoratieve sierlijsten voor het exterieur, sierpanelen voor de stijlen, onderdelen rondom de grille en spoilers, waardoor exterieurafwerkingsonderdelen van auto’s op lange termijn hun glans en kleurstabiliteit behouden.
Fluoreringsbehandeling is voornamelijk toepasbaar op PE, met name op HDPE-brandstoftanks en -brandstofleidingen voor auto’s. Deze behandeling heeft tot doel de doorlaatbaarheid van brandstof en organische stoffen te verminderen, de barrière-eigenschappen en de weerstand tegen chemische stoffen te verbeteren, en de verdamping van brandstof in brandstofsystemen van auto’s te verminderen, waardoor de milieuprestaties en de veiligheid op lange termijn worden verbeterd.
Zelfsmerende modificaties en slijtvaste coatings zijn voornamelijk toepasbaar op POM, PA6 en bepaalde functionele PC/ABS-onderdelen. Ze hebben als functie de wrijvingscoëfficiënt te verlagen, slijtage en abnormale geluiden te verminderen, en worden vaak gebruikt voor stoelverstelmechanismen, raamregelaars, deursluitmechanismen, klemmen, tandwielen, schuifelementen en onderdelen van veiligheidsgordelsluitingen, waardoor de soepelheid en levensduur van bewegende mechanismen worden verbeterd.
Over het algemeen is het doel van de oppervlaktebehandeling van PP en PE het verbeteren van de hechting;
Bij ABS en PC/ABS ligt de nadruk op de decoratieve eigenschappen;
Bij POM en PA6 ligt de nadruk op slijtvastheid, markering en functionele betrouwbaarheid;
ASA legt de nadruk op weersbestendigheid, een verfvrije uitstraling en kleurstabiliteit op lange termijn. Oppervlaktebehandelingsprocessen kunnen de esthetische kwaliteit en de montagebetrouwbaarheid van kunststof accessoires pas echt verbeteren als ze zijn afgestemd op de materiaaleigenschappen en de gebruiksvereisten van de accessoires.
Veelvoorkomende bewerkingsprocessen en geschikte materialen
Bij de keuze van de bewerkingsprocessen voor kunststofonderdelen voor de automobielindustrie moet een alomvattende afweging worden gemaakt op basis van de materiaaleigenschappen, de structuur van het onderdeel, de eisen aan het uiterlijk en de productiehoeveelheid. Hieronder geef ik een overzicht van de bewerkingsprocessen voor onze technische kunststoffen.
Spuitgieten is het meest gebruikte productieproces voor kunststofonderdelen voor de automobielindustrie en is geschikt voor PP, ABS, PC-ABS, POM, PE, ASA en PA6. Van deze materialen is PP geschikt voor grote interieur- en exterieuronderdelen zoals bumpers, deurpanelen en instrumentenpanelen; ABS en PC-ABS zijn geschikt voor bedieningspanelen in het midden van het dashboard, ventilatieopeningen, decoratieve onderdelen en gegalvaniseerde onderdelen; POM is geschikt voor slijtvaste functionele onderdelen zoals klemmen, tandwielen en schuifelementen; ASA is geschikt voor behuizingen van achteruitkijkspiegels en exterieurafwerkingsonderdelen; PA6 is geschikt voor structurele beugels, verbindingsstukken en oliebestendige functionele onderdelen. De voordelen van spuitgieten zijn een hoge productie-efficiëntie en een goede maatvastheid, waardoor deze techniek geschikt is voor de massaproductie van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie.
CNC-bewerking is voornamelijk geschikt voor ABS, PC/ABS, POM en PA6, en kan ook worden gebruikt voor de bewerking van prototypes van PP en PE. Dit proces wordt vaak gebruikt voor prototypeverificatie, proefproductie in kleine series, assemblagetests en de vervaardiging van functionele monsters van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie. ABS en PC/ABS zijn geschikt voor het maken van uiterlijke monsters en monsters van interieurpanelen, terwijl POM en PA6 geschikt zijn voor het maken van functionele verificatieonderdelen zoals klemmen, tandwielen, beugels en schuifelementen. De voordelen van CNC-bewerking zijn dat er geen formele matrijs nodig is, de ontwikkelingscyclus kort is en de maatnauwkeurigheid hoog is, waardoor het geschikt is voor snelle evaluatie van de assemblage vóór de massaproductie van auto-accessoires.
Snelle gereedschapsproductie spuitgieten is geschikt voor PP, ABS, PC/ABS, POM, ASA en PA6, en wordt voornamelijk gebruikt voor proefproductie in kleine series en voor controle vóór de massaproductie van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie. In vergelijking met CNC-bewerking kan spuitgieten met rapid tooling dichter bij het uiteindelijke materiaal voor massaproductie en de uiteindelijke vormtoestand komen, waardoor het geschikter is voor het controleren van krimp, kromtrekking, lasnaden, oppervlaktekwaliteit en montagenauwkeurigheid. Dit proces wordt vaak gebruikt voor de verificatie van bumpers in kleine series, proefproductie van decoratieve interieuronderdelen, het testen van de werking van klemmen en het afstemmen van de kleuren van exterieurafwerkingen.
Extrusie is vooral geschikt voor PE, PP, PA6 en ASA, en kan ook worden toegepast voor bepaalde ABS-profielen of -platen. PE wordt vaak gebruikt voor beschermhulzen voor kabelbomen, buizen, afdichtende beschermingsonderdelen en koelwaterleidingen; PP kan worden gebruikt voor platen, beschermpanelen en bepaalde materialen voor interieurondergronden; PA6 kan worden gebruikt voor slijtvaste buizen en functionele profielen; ASA wordt vaak gebruikt als een weerbestendige, gecoëxtrudeerde buitenlaag om de UV-bestendigheid en kleurstabiliteit op het oppervlak van exterieurafwerkingsonderdelen te verbeteren. Extrusievorming is geschikt voor producten met een continue dwarsdoorsnede en biedt de voordelen van een hoge productie-efficiëntie, een hoge materiaalbenuttingsgraad en geschiktheid voor de productie van lange, strookvormige auto-onderdelen.
Blaasvormen is vooral geschikt voor PE, met name HDPE, en kan ook worden toegepast voor bepaalde holle PP-producten. Dit proces wordt vaak gebruikt voor brandstoftanks voor auto’s, luchtkanalen, reservoirs, ventilatiekanalen en bepaalde holle beschermingsonderdelen. Door middel van blaasvormen kan PE holle, lichtgewicht en chemisch bestendige auto-onderdelen vormen, en is het bijzonder geschikt voor componenten waaraan eisen worden gesteld op het gebied van lage-temperatuurbestendigheid, brandstofbestendigheid en slagvastheid. Het voordeel van blaasvormen is dat het geschikt is voor de productie van complexe holle structuren en het gewicht van onderdelen kan verminderen.
Thermoformen en vacuümvormen zijn voornamelijk toepasbaar op ABS-, PP-, PE-, ASA- en sommige PC/ABS-platen. ABS is geschikt voor de productie van interieurbekledingsonderdelen en decoratieve panelen waaraan hogere eisen worden gesteld aan het uiterlijk; PP en PE zijn geschikt voor kofferbakmatten, vloermatten, spatbordbekleding en beschermpanelen; ASA is geschikt voor weerbestendige bekledingsonderdelen voor het exterieur; PC/ABS kan worden gebruikt voor bepaalde zeer sterke plaatonderdelen voor het interieur. Dit proces is geschikt voor grootvlakkige, dunwandige, schaalvormige kunststofonderdelen voor auto’s, kent lage matrijskosten en is geschikt voor de productie van bekledingsonderdelen in middelgrote en kleine series of in grote afmetingen.
Rotatiegieten wordt voornamelijk toegepast bij PE en is met name geschikt voor grote holle, weinig belaste en chemisch bestendige onderdelen van containers. In de automobielsector kan deze techniek worden gebruikt voor speciale opslagtanks voor vloeistoffen, beschermende behuizingen en grote kunststofkisten in voertuigen met een lage snelheid of voertuigen voor speciale doeleinden. Rotatiegieten stelt lage eisen aan de matrijsdruk en is geschikt voor de productie van grote holle onderdelen met een relatief gelijkmatige wanddikte, maar de maatnauwkeurigheid en productie-efficiëntie zijn doorgaans niet zo goed als bij spuitgieten en blaasgieten.
Compressiegieten is voornamelijk geschikt voor versterkt PP, PA6-composietmaterialen en bepaalde plaatvormingscompounds, en wordt toegepast voor beschermpanelen voor auto’s, bodembeschermingen, beschermingsonderdelen voor accupakketten en structurele bekledingsonderdelen. Dit proces is geschikt voor de productie van auto-onderdelen van kunststof of composietmateriaal met een groot oppervlak, hoge sterkte-eisen en een relatief uniforme dikte. Het voordeel is dat de materiaaloriëntatie en interne spanning relatief goed te beheersen zijn, waardoor het geschikt is voor bepaalde lichtgewicht structurele onderdelen en beschermingsonderdelen.
Lassen is geen op zichzelf staand vormgevingsproces, maar wordt zeer vaak toegepast bij de assemblage van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie en is geschikt voor PP, PE, ABS, PC/ABS, PA6 en bepaalde ASA-soorten. Veelgebruikte methoden zijn onder meer ultrasoon lassen, lassen met een verwarmingsplaat, trillingswrijvingslassen en laserlassen. PP en PE worden vaak gebruikt voor het verbinden van leidingen, containers en beschermpanelen; ABS en PC/ABS worden vaak gebruikt voor interieuronderdelen, onderdelen van verlichtingsarmaturen en de assemblage van behuizingen; PA6 kan worden gebruikt voor functionele behuizingen en structurele verbindingselementen. Het doel van lasbewerkingen is het realiseren van betrouwbare verbindingen tussen kunststofonderdelen en het verminderen van het gebruik van schroeven, lijm en metalen bevestigingsmiddelen.
3D-printen is voornamelijk toepasbaar op ABS, ASA, PA6 en bepaalde PC/ABS-achtige materialen, en wordt vaker gebruikt voor vroege ontwerpverificatie, beoordeling van het uiterlijk, montagesimulatie en functionele tests van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie. ASA is geschikt voor monsters die een zekere mate van weersbestendigheid vereisen, ABS is geschikt voor monsters van het interieur, en PA6 is geschikt voor bepaalde onderdelen waarmee de functionele sterkte kan worden getest. 3D-printen is niet geschikt als de belangrijkste productiemethode voor in massa geproduceerde kunststofonderdelen voor auto's, maar in de R&D-fase kan het snel structurele ontwerpen valideren en de ontwikkelingscyclus verkorten.
Stappen voor het maken van prototypes van op maat gemaakte kunststof autoaccessoires
Het proces voor het vervaardigen van prototypes van op maat gemaakte kunststof auto-accessoires verloopt doorgaans als volgt: eerst worden de montagepositie, functie, afmetingen, toleranties, het uiterlijk en de prestatie-eisen van het accessoire vastgesteld; vervolgens wordt het model uitgewerkt aan de hand van tekeningen, 3D-modellering of 3D-scanning, en worden geschikte kunststofmaterialen geselecteerd, zoals ABS, POM, enz.; vervolgens worden, afhankelijk van de vereisten, CNC-bewerking, 3D-printen en andere processen gekozen om monsters te vervaardigen; na voltooiing worden oppervlaktebehandelingen uitgevoerd, zoals schuren, schilderen, polijsten en zeefdrukken, en worden maatcontroles, montagecontroles en functionele tests uitgevoerd; ten slotte worden het materiaal of het ontwerp aangepast op basis van de testresultaten, waarna het proces geleidelijk wordt geoptimaliseerd voor productie in kleine series of massaproductie.
Conclusie
De ontwikkeling van kunststofonderdelen voor de automobielindustrie draait in wezen om het vinden van een evenwicht tussen materiaalprestaties, verwerkingsprocessen, oppervlaktekwaliteit, montagebetrouwbaarheid en kostenbeheersing. PP is geschikt voor lichtgewicht en zeer kosteneffectieve toepassingen, ABS is geschikt voor sterk decoratieve onderdelen, PC/ABS is geschikt voor componenten uit het midden- tot topsegment met relatief hoge eisen aan de algehele prestaties, POM is geschikt voor slijtvaste onderdelen en onderdelen die metaal vervangen, PE is geschikt voor beschermende onderdelen die bestand zijn tegen lage temperaturen en chemicaliën, ASA is geschikt voor exterieurafwerkingsonderdelen met een hoge weersbestendigheid, en PA6 is geschikt voor functionele onderdelen met een hoge sterkte, hoge taaiheid en oliebestendigheid.
Als u op dit moment vragen heeft over de verwerking van kunststofonderdelen voor de auto-industrie of meer wilt weten over prijsvergelijkingen bij één leverancier, dan kunt u contact onze professionele ingenieurs bij Weldo-bewerking.
