A Daimler mede o painel de instrumentos na zona de atenuação do airbag.

A integração de airbags de passageiros em painéis de instrumentos de veículos modernos exige zonas de fragilidade cuidadosamente projetadas para permitir o acionamento controlado em caso de acidente. Essas zonas de fragilidade, frequentemente denominadas costuras de ruptura ou costuras de abertura, devem romper-se de forma confiável sob a pressão gerada pela inflação do airbag, mantendo, ao mesmo tempo, a integridade estrutural adequada durante a operação normal do veículo. Portanto, a medição e a verificação precisas dessas zonas de fragilidade são cruciais para a segurança dos passageiros, a durabilidade do produto e a conformidade com as normas automotivas. Este artigo descreve os princípios de projeto, as técnicas de medição, os métodos de teste e os procedimentos de controle de qualidade relacionados às zonas de fragilidade dos airbags em painéis de instrumentos.

Os sistemas de segurança automotiva evoluíram significativamente nos últimos anos, e os airbags tornaram-se um componente fundamental da proteção dos passageiros. Nos sistemas de airbag do lado do passageiro, o módulo do airbag geralmente está localizado sob o painel de instrumentos. Ao ser acionado, o painel de instrumentos deve se desdobrar de maneira previsível para permitir que o airbag seja inflado rapidamente, sem gerar detritos perigosos.

Para permitir essa abertura controlada, os fabricantes adicionam elementos de atenuação na parte traseira do substrato do painel de instrumentos. Essas geometrias de atenuação podem consistir em corte a laser, corte mecânico, seções moldadas de paredes finas ou costuras de descolamento ocultas. Como o desempenho da abertura depende em grande parte do tamanho e da consistência dessas áreas atenuadas, técnicas de medição precisas são necessárias durante todo o desenvolvimento e produção.

A zona de atenuação no painel de instrumentos desempenha várias funções importantes:

• Proporciona um rasgo controlado durante o acionamento do airbag.
• Isso impede a propagação imprevisível de fissuras.
• Mantém sua aparência estética durante o uso normal.
• Mantém durabilidade a longo prazo sob cargas térmicas e mecânicas.
• Isso reduz o risco de ferimentos aos passageiros causados ​​por peças que se desprendem.

Uma sutura para afinamento do pescoço deve equilibrar duas exigências conflitantes:

• Alta resistência estrutural durante a operação normal do veículo.
• Baixa resistência ao rasgo durante o acionamento do airbag.

Alcançar esse equilíbrio agora exige um controle cuidadoso da espessura da parede, da geometria da junta, das propriedades do material e das tolerâncias de fabricação.

Os designs típicos de painéis de instrumentos consistem em múltiplas camadas:

• Revestimento da superfície: A camada decorativa externa é feita de PVC, TPO (olefina termoplástica), TPU (poliuretano termoplástico), couro ou couro sintético.
• Camada de espuma: A camada de espuma de poliuretano proporciona maciez e absorção de energia.
• Substrato: O substrato estrutural é normalmente feito de polipropileno (PP), misturas de ABS ou plásticos reforçados com fibra de vidro. As propriedades de atenuação são geralmente incorporadas ao substrato e, às vezes, em menor grau, à camada de espuma.
• Os tipos de projetos de atenuação de airbags incluem:
  • Gravação a laser: A energia do laser ejeta material da parte traseira do painel de instrumentos para criar uma espessura residual controlada.
  • Risco mecânico: Uma ferramenta de corte cria sulcos ou juntas em forma de V.
  • Atenuação da moldagem: A espessura reduzida é integrada diretamente no componente moldado.

Os parâmetros críticos de medição são os seguintes:

• Espessura restante da parede: Este é o parâmetro mais crítico no desempenho do acionamento do airbag. Se a espessura for muito grande,
  • O airbag pode inflar muito lentamente.
  • Pode ocorrer um acúmulo excessivo de pressão.
  • Pode ocorrer uma falha ao ligar o equipamento.

Se a espessura for muito baixa,

• Podem ocorrer fissuras prematuras.
• Podem ocorrer defeitos estéticos.
• A durabilidade a longo prazo diminui.

Os valores típicos da espessura residual da parede variam de 0,2 mm a 1,0 mm, dependendo do material e do projeto.

• Geometria da calha: As medidas incluem:
  • profundidade do sulco
  • Largura da ranhura
  • Ângulo da ranhura
  • Raio na base da calha
• Continuidade da sutura: O enfraquecimento contínuo garante a propagação previsível das estrias.
• Distribuição da espessura do material: A homogeneidade da espessura ao redor da área de aplicação influencia bastante o comportamento da fratura.
• Integridade da superfície: Os sistemas de medição também devem verificar o seguinte:
  • Ausência de marcas de afundamento visíveis
  • Para evitar erros de leitura.
  • Ausência de rachaduras indesejadas

As principais técnicas de medição são as seguintes:

• Medição ultrassônica de espessura: Sensores ultrassônicos são amplamente utilizados para a medição não destrutiva da espessura de paredes. O princípio é que ondas sonoras de alta frequência atravessam o material e são refletidas pelas superfícies internas.
• Sistemas de medição óptica: scanners a laser e sistemas de luz estruturada são usados ​​para capturar a geometria do sulco.
• Tomografia computadorizada (TC): Os sistemas de TC industriais fornecem imagens internas detalhadas.
• Seccionamento mecânico: O seccionamento destrutivo continua sendo um dos métodos mais precisos para avaliar a geometria da junta.
• Máquinas de medição por coordenadas: Esses sistemas são usados ​​para verificação dimensional e posicionamento de juntas em componentes moldados.

Os principais desafios de medição incluem:

• Variabilidade do material: Os termoplásticos apresentam contração e expansão térmica, o que pode afetar as medições.
• Geometria complexa: Os painéis de instrumentos possuem superfícies altamente curvas que dificultam o posicionamento da sonda.
• Estrutura multicamadas: Diferentes camadas de material criam incerteza nas medições, especialmente em sistemas ultrassônicos.
• Tolerâncias de fabricação: Variações no processo de moldagem por injeção podem alterar a espessura local e a geometria da junta.
• Fatores ambientais: A temperatura e a umidade podem afetar tanto as propriedades do material quanto a precisão das medições.

A simples medição não é suficiente sem testes de verificação do acionamento do airbag:

• Testes de acionamento estático: O módulo do airbag é acionado sob condições controladas:
  • Câmeras de alta velocidade registram a inauguração.
  • O comportamento da sutura da laceração é avaliado.
  • A formação das peças é avaliada.
• Condicionamento ambiental: As amostras são testadas nas seguintes condições:
  • Temperatura alta
  • Baixa temperatura
  • Exposição à umidade
  • Envelhecimento por UV

Isso garante confiabilidade a longo prazo.

• Testes de vibração e durabilidade: Os painéis de instrumentos são submetidos a ciclos de durabilidade para verificar se os pontos fracos permanecem estáveis ​​durante toda a vida útil do veículo.

Os fabricantes de automóveis aplicam métodos de controle estatístico de processo para monitorar a qualidade da produção. Os parâmetros básicos desses métodos são os seguintes:

• Espessura média da parede residual
• Índice de capacidade do processo
• Repetibilidade e reprodutibilidade das medições.
• Análise de tendências

As medições de atenuação e os procedimentos de verificação dos airbags são influenciados por diversas normas e regulamentações automotivas. Por exemplo,

• FMVSS 208 Normas Federais de Segurança de Veículos Automotores - Proteção contra Colisões de Passageiros
• UNECE R21 Regulamento uniforme relativo às homologações de equipamentos interiores de veículos.
• ISO 11452 Veículos rodoviários - Métodos de ensaio de componentes para perturbações elétricas causadas por energia eletromagnética radiante de banda estreita.
• Padrões de engenharia específicos dos fabricantes de equipamentos originais (os fabricantes de veículos frequentemente desenvolvem requisitos de verificação personalizados que excedem os mínimos legais).

Em conclusão, manter um controle de processo rigoroso e padrões de teste exigentes é vital para alcançar sistemas de airbags de painel seguros e eficazes. A medição das áreas de atenuação do painel para airbags de passageiros é um aspecto crítico da engenharia de segurança automotiva. O controle preciso da espessura residual da parede, da geometria do sulco e da consistência do material impacta diretamente o desempenho de acionamento do airbag e a proteção do passageiro. A adesão a um controle de processo rigoroso e a padrões de teste exigentes é essencial para obter um produto seguro e confiável.

Há muitos anos, nossa organização, com sua equipe competente e experiente, compreende as necessidades de seus clientes, fornecendo os serviços avançados de teste que eles exigem e auxiliando no estabelecimento, implementação e aprimoramento de sistemas de gestão. Nesse contexto, também oferecemos serviços de medição do painel de instrumentos na zona de atenuação do airbag.