巴斯夫宣布,其已經擴展了模擬工具Ultrasim的功能,這樣就能精確地預測用于汽車方向盤的柔性自結皮泡沫體系Elastofoam I的發泡和固化。
通過詳細模擬,巴斯夫可計算出模具中聚氨酯泡沫重要的化學反應和流動特性。模擬可描述模具各位置的反應過程和環境條件,如溫度、壓力和材料濃度,以及金屬骨架和線纜等特殊組件。巴斯夫表示,其使用Ultrasim首次實現了詳細描述自結皮泡沫體系。以之為基礎,在建立模具之前,其將能夠識別(如同通過一個虛擬的放大鏡)組件中的重要氣孔,修改排氣孔和設計穩定的方向盤生產流程。公司提供的新服務可縮短方向盤制造商的開發周期,從而降低方向盤制造的成本,實現多種功能的整合,以及融入更多的電子產品和個性化設計。目前使用該軟件的汽車零部件供應商包括ZF-TRW Automotive Safety Systems等。
方向盤是汽車中重要的接觸點,其使用感受、外觀和功能都與組件設計直接相關。方向盤是汽車中復雜的零部件。其特殊形狀和組件(包括金屬骨架、線纜、按鈕和設計特征),加上有限的空間,對聚氨酯泡沫和發泡過程提出了很高要求。巴斯夫表示,仿真基于豐富的材料數據和復雜的材料規律,因為這些因素會直接影響到填充行為和由此形成的密度分布。相較于儀表盤,必須更精確地模擬流動特性:流動通道分離再重新連接,必須通過小槽,必須可靠地填充厚的區域。
一個特別重要的參數是模具的透氣性和在生產過程中實現這一點的各種方法。設置排氣孔是為了防止組件出現氣孔,因為其可能影響到方向盤的穩定性和外觀。利用Ultrasim進行填充仿真,可準確預測可能出現氣孔的位置和大小,幫助客戶準確確定排氣孔的位置,從而減少排氣孔的數量,并降低氣孔引起的風險。 BASF的Ultrasim還能計算密度分布。這對使用感受(也即汽車廠家規定的方向盤的局部硬度)至關重要。為了預測組件各位置的密度,BASF進一步開發了Elastofoam I的材料模型。其根據化學反應、局部溫度變化、壓力和初始氣體濃度,可詳細描述發泡過程。以此為基礎可描述用聚氨酯泡沫塑料制造方向盤的加工過程,也可確定組件本身的機械性能(如剛度和硬度)的起點。到目前為止,只有在真實零部件的測試中,才可能測量方向盤的肖氏硬度,但在初期的純虛擬項目階段,并不能測量該指標。
巴斯夫還表示,該公司正在利用全新的Ultrasim功能進一步為開發根據工藝和零件定制的柔性自結皮泡沫生產工藝。通過采用一次鑄型法結合模內涂覆,低密度Elastofoam I形成的自結皮可作為裝飾和保護面,其可防紫外線,耐刮擦和磨損。用Elastofoam I制造的方向盤有一層堅硬的外皮,手感柔軟且舒適。方向盤耐磨、耐用,不受汗液、防曬霜或清潔劑的影響。巴斯夫表示,根據零部件的幾何形狀,目前的自結皮可減少重量10%,在脫模時間縮短到60秒時仍能保證不降低性能,而且可實現低排放。