Die Stoßstange ist eines der größeren Zubehörteile am Auto. Sie erfüllt drei Hauptfunktionen: Sicherheit, Funktionalität und Dekoration.
Es gibt drei Hauptmethoden, um das Gewicht von Autostoßfängern zu reduzieren: Leichtbaumaterialien, Strukturoptimierung und innovative Herstellungsverfahren. Leichtbau bedeutet im Allgemeinen, dass die ursprünglichen Materialien unter bestimmten Bedingungen durch Materialien mit geringerer Dichte ersetzt werden, wie z. B. Kunststoffstahl. Das strukturoptimierte Design von Leichtbaustoßfängern ist überwiegend dünnwandig. Das neue Herstellungsverfahren nutzt Mikroschäumen. Neue Technologien wie Materialien und gasunterstütztes Formen werden eingesetzt.
Kunststoffe werden in der Automobilindustrie aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer guten Leistung, ihrer einfachen Herstellung, ihrer Korrosionsbeständigkeit, Schlagfestigkeit und ihres großen Gestaltungsspielraums häufig verwendet und finden zunehmend Verwendung in Automobilmaterialien. Der in einem Auto verwendete Kunststoffanteil ist zu einem der Kriterien für den Entwicklungsstand der Automobilindustrie eines Landes geworden. Derzeit beträgt der in Industrieländern bei der Herstellung eines Autos verwendete Kunststoff 200 kg und macht damit etwa 20 % der gesamten Fahrzeugqualität aus.
Kunststoffe wurden in der chinesischen Automobilindustrie erst relativ spät eingesetzt. Bei sparsamen Fahrzeugen beträgt der Kunststoffanteil nur 50 bis 60 kg, bei Mittel- und Oberklassefahrzeugen 60 bis 80 kg, manche Fahrzeuge können sogar bis zu 100 kg wiegen. Bei der Herstellung mittelgroßer Lkw in China werden pro Fahrzeug etwa 50 kg Kunststoff verbraucht. Der Kunststoffverbrauch pro Fahrzeug beträgt nur 5 bis 10 % des Fahrzeuggewichts.
An das Material des Stoßfängers werden in der Regel folgende Anforderungen gestellt: gute Schlagfestigkeit und gute Witterungsbeständigkeit. Gute Lackhaftung, gute Fließfähigkeit, gute Verarbeitungseigenschaften und niedriger Preis.
PP-Materialien sind daher zweifellos die kostengünstigste Wahl. PP ist ein Allzweckkunststoff mit hervorragender Leistung, weist jedoch eine schlechte Kältebeständigkeit und Schlagfestigkeit auf, ist nicht verschleißfest, altert leicht und weist eine geringe Dimensionsstabilität auf. Daher wird für die Herstellung von Autostoßstangen üblicherweise modifiziertes PP verwendet. Derzeit werden spezielle Materialien für Polypropylen-Autostoßstangen üblicherweise aus PP hergestellt und mit einem bestimmten Anteil an Gummi oder Elastomer, anorganischen Füllstoffen, Masterbatches, Hilfsstoffen und anderen Materialien gemischt und verarbeitet.
Probleme durch dünne Stoßfängerwände und Lösungen
Das Ausdünnen des Stoßfängers kann leicht zu Verformungen führen, die durch die Freisetzung innerer Spannungen entstehen. Dünnwandige Stoßfänger erzeugen in verschiedenen Phasen des Spritzgießens aus verschiedenen Gründen innere Spannungen.
Im Allgemeinen umfasst es hauptsächlich Orientierungsspannung, thermische Spannung und Formtrennspannung. Die Orientierungsspannung ist eine innere Anziehung, die durch Fasern, makromolekulare Ketten oder Segmente in der Schmelze verursacht wird, die in eine bestimmte Richtung ausgerichtet sind und sich nicht ausreichend entspannen. Der Orientierungsgrad hängt von der Produktdicke, der Schmelzetemperatur, der Formtemperatur, dem Einspritzdruck und der Verweilzeit ab. Je größer die Dicke, desto geringer der Orientierungsgrad; je höher die Schmelzetemperatur, desto geringer der Orientierungsgrad; je höher die Formtemperatur, desto geringer der Orientierungsgrad; je höher der Einspritzdruck, desto höher der Orientierungsgrad; je länger die Verweilzeit, desto höher der Orientierungsgrad.
Die thermische Spannung entsteht durch die höhere Temperatur der Schmelze und die niedrigere Temperatur der Form, wodurch ein größerer Temperaturunterschied entsteht. Die Schmelze kühlt in der Nähe des Formhohlraums schneller ab und die mechanische Innenspannung ist ungleichmäßig verteilt.
Die Entformungsspannung wird hauptsächlich durch die mangelnde Festigkeit und Steifigkeit der Form, die elastische Verformung unter Einwirkung des Einspritzdrucks und der Auswurfkraft sowie die ungleichmäßige Kraftverteilung beim Auswerfen des Produkts verursacht.
Die Verdünnung des Stoßfängers führt zudem zu Schwierigkeiten beim Entformen. Da die Wandstärke gering ist und nur wenig schrumpft, haftet das Produkt fest an der Form. Die relativ hohe Einspritzgeschwindigkeit gewährleistet eine gleichbleibende Verweilzeit. Die Kontrolle ist schwierig; relativ dünne Wandstärken und Rippen können beim Entformen beschädigt werden. Zum normalen Öffnen der Form muss die Spritzgussmaschine ausreichend Kraft aufbringen, um den Widerstand beim Öffnen der Form zu überwinden.
Veröffentlichungszeit: 23. April 2023