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[复合材料] 充满运动感的复合材料座椅

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发表于 2015-11-7 18:39:34 | 显示全部楼层 |阅读模式

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充满运动感的复合材料座椅

充满运动感的复合材料座椅

        图1 剖切后的复合材料座椅清楚地展示了其结构,它的底座有着很低的H点

        新的复合材料座椅靠背明显比以往金属结构的座椅靠背显得更加细长,具有非常强烈的运动感。目前,OEM汽车厂商仅在一些运动型的车型中使用这种座椅靠背。
        在Recaro产品巡展中,我们看到了新的复合材料汽车座椅,它的靠背明显比以往金属结构座椅的靠背显得更加细长,具有非常强烈的运动感。整个座椅好像全部采用塑料制作而成,看不到任何金属座椅的踪迹。
        据了解,这种新的复合材料座椅为保时捷GT3 RS 4.0轿车配套了很长时间。该车型左前方的这种座椅是目前世界上批量生产的座椅中最轻的——只有10.7 kg。此外,它还配套于其他一些运动型汽车中,比如福特福克斯RS、莲花Evora和欧宝Insignia OPC等。当然,这些车型所配套的座椅之中也有所有整体座椅之母——2006年面市的Sportster CS座椅。“我们当时还把这种材料称之为‘塑料’。今天看来,这种材料正确的名称应该是‘复合材料’。”Recaro公司的领导人Bernhard Strunk先生说道。
        这种新的座椅尽可能多地使用了复合材料,除了靠背,甚至连座椅扶手等都采用了复合材料。在这里,一个关键性的特征是在复合材料座椅的结构中,复合材料制作的零部件完全替代了金属材料零部件,承担着承受载荷的功能。
        轻结构设计
        Recaro公司的座椅完全体现了轻结构设计的先进理念和完美实践。
        符合人体工程学的形状结构能够减少泡沫的使用,减少座椅的厚度,并能够完全不需要腰部支撑保护这一类专门的功能结构,可以节省空间。通常情况下,发泡材料制作的扶手所占用的空间比传统的结构更小,这样可以为后排乘客提供更大的车内空间。根据Recaro公司提供的测量数据,在乘员膝部,采用复合材料及相关技术制作的座椅扶手和靠背比传统工艺制作的扶手靠背能够多提供41~81 mm的自由空间。
        复合材料座椅在保持车内乘员空间大小不变的情况下,还可以减小整个车辆的总体尺寸——当OEM厂商希望缩短车辆的长度尺寸时,这有利于减轻整车的重量。
        此外,座椅靠背、扶手处的复合材料可以制作成光滑的表面,也可以按照需要制作成毛面表面、喷漆表面、纺织物表面、碳层表面或者胶衣结构的表面。
       

充满运动感的复合材料座椅

充满运动感的复合材料座椅

        图2 在大批量生产中使用IPPC集成聚合物复合材料加工技术非常经济实用

        模块化设计方案
        依据Recaro公司“积木式”的模块化设计方案,一些靠背、扶手的轻结构设计基本方案可以结合合适的或者特殊的座椅底座,使得Recaro公司最终提供给客户的整体座椅能够满足汽车生产厂家的所有要求。在这样的模式下,由于基本型靠背可以被重复使用,可以节省非常可观的模具制造成本,从而降低了整个座椅研发制造的成本。
        为了能够让OEM厂商真正看到整体式座椅多种多样的应用可能性,Recaro公司制作了一套完整的全新的座椅。这一座椅由一个整体式靠背和一个德国汽车生产厂家常用的底座组成。靠背是由Recaro公司Keiper工厂生产的Taumel 3000型靠背,底座也是Recaro公司自己研发生产的轻结构底座。
        从这种整体座椅的剖切结构中,我们可以清楚地看到座椅的内部结构。其中的轻结构底座有着很低的H点(在汽车设计中,H点是能够比较准确地确定驾驶员或者乘客在座椅中位置的参考点,这个参考点是躯干和大腿相连接的旋转点(胯点))——只有145 mm,其他座椅的H点一般在165~185 mm之间。
        持续的创新
        持续的创新让Recaro公司在业界深受用户赞赏。此前,Recaro公司展示过一种利用手工层压塑料制造工艺技术生产的两层玻璃纤维增强的网状塑料整体式座椅,这种座椅方案在OEM厂商中引起了巨大的反响。
        手工层压塑料制造工艺的特点在于省略了座椅靠背中的各种调节机构,但乘员还是可以调整座椅的前后位置,并且座椅能够自动地在呈曲线运动的导轨上移动,甚至能够调节靠背的倾角。
        这一座椅的质量减轻了大约12 kg。虽然减轻重量并不是最终目的,但对于Recaro公司来说,这是一个最低的标准和要求。Recaro公司更希望人们从价值分析的角度对这种座椅进行考量,然后再问“它应具备哪些功能?”有些用户已经在咨询这种座椅是否可以在他们的运动型轿车中使用,还有一些用户认为这种座椅完全适合于印度和中国市场,因为它的价格更低,性价比和经济性都具有优势。
        专业的注塑工艺
        如今,Recaro公司已经在复合材料零部件的各种制作工艺方面积累了丰富的专业经验,其中最重要的一项就是纤维增强热塑性塑料的注塑工艺,这种工艺可以生产出前面介绍的那种运动型汽车的整体座椅的零部件,最终为诸多车型配套复合材料制作的整体座椅。Recaro公司所擅长的其他的复合材料座椅零部件的生产制造工艺技术还有被称作“GMTex”的技术,这是一种利用玻璃纤维增强(成卷的玻璃纤维和聚丙烯纤维)的热塑性塑料零部件制造工艺。
        利用GMTex技术,Recaro公司已经为一家英国的运动型轿车生产厂家按照大批量生产方式生产复合材料座椅。
        Recaro公司的工程师采用IPPC(集成聚合物复合材料加工)测试对以上这些新技术和新工艺是否适合大批量生产进行验证,测试结果证明,他们所采用的生产工艺技术完全可以用作复合材料的注塑工艺。
        IPPC工艺中,在零部件某些涉及到安全性的关键部位,Recaro公司还添加了合成纤维材料板或连续纤维以增强安全性,即他们所谓的“Tows增强”。这样可以大大增强座椅关键部位的局部强度,使其所达到的强度值不低于法律法规、技术标准规定的钢结构零部件的强度值。此外,这种IPPC技术还具有结构设计自由度很高的优点。Recaro公司与汽车和飞机制造领域和高等院校的合作伙伴一起,共同完成了很多车辆座椅的项目,设计出了整体座椅的理想结构。
        Recaro公司的座右铭是“少即是多!”,利用这些现代化的工艺技术生产所有的产品,符合人体工程学舒适性的座椅托架和靠背托架是“舒适性生活”的基础,并能通过最少的、重要的可调节功能来给予补充和完善。在座椅的设计方面,Recaro公司不懈追求的是充分挖掘出所有舒适性元素的技术可行性,为驾乘者创造舒适的驾乘体验和汽车生活。
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