3D打印在安全氣囊模具上的應(yīng)用

影響汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)的因素除了汽車(chē)的外觀、價(jià)格、性能以外，汽車(chē)遭遇事故其安全配置是每一個(gè)購(gòu)買(mǎi)者首要考慮的問(wèn)題。而在汽車(chē)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(dòng)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(chē)相撞時(shí)，汽車(chē)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(dòng)動(dòng)態(tài)圖

因此安全氣囊的質(zhì)量問(wèn)題一直是每個(gè)汽車(chē)制造商必須注重的問(wèn)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(guò)一個(gè)關(guān)于安全氣囊的試驗(yàn)。（如以下動(dòng)態(tài)圖所示）

圖2：某機(jī)構(gòu)的西瓜試驗(yàn)動(dòng)圖

當(dāng)汽車(chē)安全氣囊能夠準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確的打開(kāi)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(kāi)，西瓜落下被撞擊的崩裂開(kāi)來(lái)。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(lái)。

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(wèn)題。在模具產(chǎn)品制造中，汽車(chē)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(wú)法深入深筋位，冷卻時(shí)間非常長(zhǎng)，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(chē)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(wú)法走水路；

2、筋位處需要較長(zhǎng)時(shí)間冷卻，成型周期較長(zhǎng)。

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

冷卻慢，周期長(zhǎng)，其原因在于模具水路系統(tǒng)無(wú)法深入筋位底部，冷卻水路無(wú)法到底，自然冷卻時(shí)間慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。毅速通過(guò)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(guò)模流分析圖得到汽車(chē)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(zhǎng)的對(duì)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(shuō)3D打印的隨形水路能夠使汽車(chē)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(kāi)辟未來(lái)，模具3D打印技術(shù)的發(fā)展為汽車(chē)模具行業(yè)帶來(lái)新的契機(jī)，特別對(duì)于汽車(chē)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(hù)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(chē)安全氣囊模具產(chǎn)品。

別急，還沒(méi)完。汽車(chē)安全氣囊僅靠自身質(zhì)量過(guò)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(xiàn)路！

3、兒童乘車(chē)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(kāi)車(chē)時(shí)姿勢(shì)盡量不要過(guò)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(chē)輛發(fā)生碰撞彈出后，需更換新的氣囊。

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

8、

道路千萬(wàn)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(chē)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(chē)規(guī)范，交通安全。只有這樣才能讓您安全上路，遠(yuǎn)離事故！