ブックタイトルマツダ技報　2012 No.30

概要

マツダ技報　2012 No.30

No.30(2012)マツダ技報Fig.4に,開発材の断面を透過型電子顕微鏡によって観察した結果を示す。表層のゴムが引き伸ばされ,表層ゴム分率が確保できていることが確認できた。また,コア部についても,模式図のとおり,高分子量のゴムが球状になっている状態が確認できた。Low Molecular Type ElastomerPPTalcgateSkin LayerFig.5 CAE for Filling Period (Flow pattern)Core Layer1μmPPHigh Molecular Type ElastomerFig.4 Cross Section of Microstructure of Developed PPその上で,実際に開発材を用いて板厚2.0mmで成形したバンパの性能を評価した結果,剛性,耐衝撃性といった必要機能を全て満足することを確認した。その結果,Fig.6に示すように,フロントとリヤを合わせて7.5kgから6.0kgへ重量を低減し,目標とした20%の軽量化を達成することができた。3.3開発材の物性開発材と従来材の物性を比較した結果をTable 2に示した。開発材は従来材と比べて曲げ弾性率が50%,MFRが25%向上し,目標を満足した。更に高速引張強度も5%レベル向上した。Table 2 Properties of Conventional PP and Developed PPValuePropertiesConventionalTarget ValueDevelopedStiffnessFlexural Modulus1570 MPa2300 MPa≦2300 MPaMoldabilityMelt Flow Rate33 g/10min40 g/10min≦42 g/10minImpactResistanceHigh SpeedTensileStrength(-30℃)57 MPa 57 MPa≦61 MPa4. SUV用バンパへの適用4.1薄肉化による重量低減開発材を用いたCAE解析を実施した。Fig.5に樹脂の流れを金型に充填されていく流れを示した。薄肉にすると冷却しやすい反面,早く充填してやらないと樹脂の粘度が上がり,流れが途中で止まってしまう。射出成形では,樹脂の注入口であるゲートの位置や,樹脂の流れの乱れなどをコンピュータによるシミュレーションで予測し,事前に形状等の最適化を行う。薄肉にすると流れる距離が短くなりゲートのレイアウトが困難となる。材料物性だけで解決できないものはゲートの位置や形状などに変更を繰り返し,最適な形状を探り出した。Weight of Bumper Fascias [kg/vehicle]10987.5▲20 %76.06543210ConventionalDevelopedFig.6 Weight of Bumper Fascias4.2成形サイクル短縮射出成形は,樹脂を溶かし(可塑化),型内に充填し(射出),固める(冷却)という本質的な工程と,型を開いて成形品を取り出す,といった付随的な工程に分類される。このうち可塑化時間と射出時間は材料の量が20%減らせたことにより短縮した。薄肉化による時間短縮の効果が更に大きいのは冷却工程で,冷却時間は板厚の2乗に比例し,20%の板厚削減の効果で46%削減できる計算となる。今回,実成形においても冷却時間はほぼ半減できた。更に付随的な工程も見直すことで,Fig.7に示すようにバンパ1本あたりの成形サイクルを60secから30secに削減した。―193―