SLS激光烧结碳纤维复合材料，3D打印生产汽车安全气囊收纳盒

2020年6月16日，南极熊从外媒获悉，美国公司Joyson Safety Systems (JSS)，采用SLS 3D打印与CRP Technology的碳纤维增强复合材料Windform SP制造了一个功能性安全气囊外壳容器原型。

为了探索快速成型制造在其生产过程中的潜力，JSS Core创新团队试图在几天内而不是几个月内制造出功能性驾驶员安全气囊（DAB）外壳部件原型。该原型由复合材料制成，这些材料在机械、热性能和性能上与原始DAB外壳材料几乎相似，因此选择使用Windform SP碳纤维增强复合材料。

JSS核心创新团队的Samer Ziadeh和Daniel Alt评论道："在进行了一些市场分析后，为了找到最合适的材料和工艺，以及所需的性能，我们使用了Windform TOP-LINE系列复合材料，特别是Windform SP，它是一种由聚酰胺PA级材料生产，并以碳纤维作为加固的材料，而且它几乎达到了我们应用所需的甚至更好的性能。"

△使用Windform SP 3D打印驾驶员安全气囊（DAB）外壳，图片来自CRP

作为全球移动安全领域的领导者，JSS是汽车和非汽车市场安全关键部件、系统和技术的供应商。作为中国汽车集团宁波捷信电子有限公司的子公司，JSS生产安全产品，如安全气囊、安全带、方向盘和安全电子产品，并向全球客户提供。

JSS核心创新团队最近开展了一个项目，探索3D打印技术在建立新的制造工艺和使用新材料方面的潜力，特别是在生产DAB容器方面。

团队进行了市场分析，确定一种与生产安全气囊外壳容器的现有材料相对应的复合材料PA6-GF40，这是一种具有40%玻璃纤维增强的聚酰胺。该壳体通常通过注塑成型生产。整个DAB系统由一个气体发生器、一个安全气囊缓冲器、一个盖子和一个带方向盘连接点的外壳组成。

作为任何车辆不可或缺的安全部件，确保DAB外壳部分的性能至关重要。Ziadeh和Alt对DAB外壳的功能进行了解释，他们评论说："它除了在安全气囊系统部署期间和之后将气体发生器和安全气囊垫固定在位置外，还要承受大量的动态载荷[......]测试程序通常在-35℃和+85℃之间的各种温度范围内进行。"

因此，制造这个零件的材料要保持足够的强度、抗冲击性和热稳定性，在不同的测试条件下都能正常工作，并具有与原始材料相似的性能。该团队希望通过3D打印在几天内生产出这个零件，改善传统工艺耗时长、工具成本高的问题。

△安全气囊部署测试，图片来自Joyson安全系统

JSS Core创新团队求助于意大利3D打印材料制造商CRP Technology，特别是寻求利用该公司的高性能材料TOP-LINE系列，以及其内部3D打印服务。Windform SP被确定为最合适的材料，这是一种用于SLS 3D打印的碳纤维增强复合聚酰胺粉末。该材料适用于抗冲击、振动、变形和高温的应用，特别是在汽车领域。

使用Windform SP碳纤维复合材料，JSS能够在短时间内生产出功能性DAB外壳原型，并在一个完整的安全气囊模块中进行测试。据报道，这款材料在高强度和抗冲击性方面表现出优异的机械性能，以及在低温和高温范围内（RT；23°C、-35°C和85°C）的良好热稳定性。

Ziadeh和Alt补充道："原型零件在各种测试条件下都表现出了出色的性能，这已经证明了零件的功能，通过使用SLS工艺的优点是可以使用具有高机械性能和稳定性的增强聚合物。"

△通过激光烧结工艺制造的Windform® SP的3D打印驾驶员安全气囊（DAB）外壳，照片来自CRP技术

CRP Windform Top-Line系列3D打印材料

CRP技术公司的Windform材料Top-Line系列已被用于航空航天和汽车行业的众多最终用途和原型设计应用。

Windform SP产品本身曾被用于3D打印Streamliner赛车的功能性国家航空咨询委员会（NACA）管道。在2018年的Bonneville速度周--一项测试定制陆地车辆的赛车活动中，Victory Motorsport车队的Streamliner赛车继续打破了长期以来的速度记录。

此外，Top-Line系列还包括Windform LX 2.0、Windform XT 2.0、Windform GT，它们与WIndform SP一起通过了NASA的脱气测试。

最近，CRP技术扩大了Top-Line系列，增加了两种阻燃材料--Windform FR1和Windform FR2。后者已经被意大利电动摩托车制造商Energica汽车公司用于制造其电池组原型的电池袋框架。


编译自：3dprintingindustry