戴姆勒公司測量安全氣囊衰減區內的儀表板

將乘客安全氣囊整合到現代車輛儀表板中，需要精心設計弱化區域，以便在發生事故時實現可控展開。這些弱化區域通常被稱為撕裂縫或開口縫，必須在安全氣囊充氣產生的壓力下可靠地破裂，同時在車輛正常行駛期間保持足夠的結構完整性。因此，對這些弱化區域的精確測量和驗證對於乘客安全、產品耐久性和符合汽車標準至關重要。本文闡述了儀表板安全氣囊弱化區域的設計原則、測量技術、測試方法和品質控管程序。

近年來，汽車安全系統取得了顯著進步，安全氣囊已成為保護乘客的基本組成部分。在乘客側安全氣囊系統中，氣囊模組通常位於儀表板下方。展開時，儀表板必須以可預測的方式展開，以便安全氣囊能夠快速展開，且不會產生危險碎片。

為了實現這種可控的開口，製造商會在儀表板基板背面添加衰減結構。這些衰減結構可以是雷射切割、機械切割、模壓薄壁部分或隱藏式撕開接縫。由於開口性能很大程度上取決於這些衰減區域的尺寸和一致性，因此在整個開發和生產過程中都需要精確的測量技術。

儀表板上的衰減區具有以下幾個關鍵功能：

• 它能在安全氣囊展開時提供可控的撕裂。
• 它可以防止裂紋不可預測的擴展。
• 正常使用過程中，它能保持美觀的外觀。
• 它在熱負荷和機械負荷下保持長期耐久性。
• 它降低了因零件脫落而導致乘客受傷的風險。

塑身縫合必須平衡兩個相互矛盾的要求：

• 車輛正常運作期間具有較高的結構強度。
• 安全氣囊展開時抗撕裂強度低。

要實現這種平衡，現在需要仔細控制壁厚、接縫幾何形狀、材料特性和製造公差。

典型的儀表板設計由多層組成：

• 表面塗層：外部裝飾層由PVC、TPO（熱塑性烯烴）、TPU（熱塑性聚氨酯）、皮革或合成皮革製成。
• 泡棉層：聚氨酯泡棉層提供柔軟性和能量吸收性。
• 基材：結構基材通常由聚丙烯 (PP)、ABS 共混物或玻璃纖維增強塑膠製成。衰減性能通常整合在基材中，有時也會在泡棉層中少量整合。
• 安全氣囊衰減設計類型包括：
  • 雷射蝕刻：雷射能量將材料從儀表板背面噴射出來，形成可控的殘餘厚度。
  • 機械刮痕：切割工具產生凹槽或V形接縫。
  • 成型衰減：減小的厚度直接融入成型部件。

關鍵測量參數如下：

• 剩餘壁厚：這是影響安全氣囊展開性能最關鍵的參數。如果壁厚過高，
  • 安全氣囊可能展開速度很慢。
  • 壓力可能會太大。
  • 可能會出現開機故障。

如果厚度太薄，

• 可能會出現過早開裂的情況。
• 外觀可能有缺陷。
• 長期耐用性下降。

典型的殘餘壁厚值範圍為 0,2 毫米至 1,0 毫米，視材料和設計而定。

• 屋簷幾何形狀：尺寸包含：
  • 溝槽深度
  • 溝槽寬度
  • 溝槽角度
  • 屋簷底部的半徑
• 縫合線連續性：持續減弱可確保妊娠紋的可預測擴展。
• 材料厚度分佈：應用區域周圍厚度的均勻性對斷裂行為有很大影響。
• 表面完整性：測量系統還必須驗證以下內容：
  • 沒有可見的下沉痕跡
  • 為避免閱讀錯誤。
  • 無多餘裂紋

主要測量技術如下：

• 超音波測厚：超音波感測器目前廣泛用於無損測量壁厚。其原理是高頻聲波穿過材料後會在內表面反射。
• 光學測量系統：採用雷射掃描儀和結構光系統來捕捉溝槽幾何形狀。
• 電腦斷層掃描（CT掃描）：工業CT系統提供詳細的內部影像。
• 機械剖切：破壞性剖切仍是評估煤層幾何形狀最精確的方法之一。
• 坐標測量機：這些系統用於模製部件的尺寸驗證和接縫定位。

主要的測量挑戰包括：

• 材料變異性：熱塑性塑膠會發生收縮和熱膨脹，這會影響測量結果。
• 複雜的幾何形狀：儀表板具有高度彎曲的表面，這使得探頭定位變得困難。
• 多層結構：不同的材料層會造成測量不確定性，特別是超音波系統。
• 製造公差：射出成型製程的偏差可能會改變局部厚度和接縫幾何形狀。
• 環境因素：溫度和濕度會影響材料性能和測量精度。

單憑測量數據是不夠的，還需要進行安全氣囊展開驗證測試：

• 靜態展開測試：在受控條件下觸發安全氣囊模組：
  • 高速攝影機記錄下了開幕過程。
  • 對撕裂縫合線的行為進行評估。
  • 對部件形成情況進行評估。
• 環境條件：樣品在以下條件下進行測試：
  • 高溫
  • 低溫
  • 潮濕環境
  • 紫外線老化

這確保了長期可靠性。

• 振動和耐久性測試：儀表板要經過耐久性循環測試，以驗證薄弱環節在車輛的整個使用壽命中保持穩定。

汽車製造商採用統計製程控制方法來監控生產品質。這些方法的基本參數如下：

• 平均殘餘壁厚
• 過程能力指數
• 測量重複性和再現性。
• 趨勢分析

安全氣囊衰減測量和驗證程序受各種汽車標準和法規的影響。例如，

• FMVSS 208 聯邦機動車輛安全標準 - 乘客撞擊保護
• UNECE R21 車輛內部設備核准統一規定。
• ISO 11452 道路車輛 - 窄帶輻射電磁能量引起的電氣幹擾的零件測試方法。
• 原始設備製造商的特定工程標準（車輛製造商通常會制定超出法定最低標準的客製化驗證要求）。

總之，嚴格的製程控制和嚴苛的測試標準對於實現安全有效的面板式安全氣囊系統至關重要。測量乘客側安全氣囊的面板衰減面積是汽車安全工程的關鍵環節。精確控制殘餘壁厚、凹槽幾何形狀和材料一致性直接影響安全氣囊的展開性能和乘客保護。堅持嚴格的製程控制和嚴苛的測試標準是取得安​​全可靠產品的必要條件。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也提供安全氣囊衰減區儀表板的測量服務。