اعتبارات تصميم مصد السيارة

يُعدّ مصد السيارة من أهمّ ملحقاتها، وله ثلاث وظائف رئيسية: السلامة، والوظيفة، والديكور.

هناك ثلاث طرق رئيسية لتقليل وزن مصدات السيارات: مواد خفيفة الوزن، وتحسين الهيكل، وابتكار عمليات التصنيع. يُقصد بخفة وزن المواد عمومًا استبدال المواد الأصلية بمواد أقل كثافة في ظل ظروف معينة، مثل الفولاذ المصنوع من البلاستيك؛ ويعتمد التصميم الهيكلي الأمثل للمصدات خفيفة الوزن بشكل أساسي على جدران رقيقة؛ وتعتمد عملية التصنيع الجديدة على الرغوة الدقيقة. كما تُستخدم تقنيات جديدة مثل المواد والقولبة بمساعدة الغاز.

يُستخدم البلاستيك على نطاق واسع في صناعة السيارات نظرًا لخفة وزنه، وأدائه الجيد، وسهولة تصنيعه، ومقاومته للتآكل والصدمات، وحرية تصميمه الكبيرة، ويتزايد استخدامه في مواد السيارات. وقد أصبحت كمية البلاستيك المستخدمة في السيارات أحد معايير قياس مستوى تطور صناعة السيارات في أي بلد. حاليًا، يصل البلاستيك المستخدم في إنتاج السيارات في الدول المتقدمة إلى 200 كجم، وهو ما يمثل حوالي 20% من إجمالي جودة السيارات.
تأخر استخدام البلاستيك في صناعة السيارات الصينية نسبيًا. ففي السيارات الاقتصادية، تتراوح كمية البلاستيك المستخدمة بين 50 و60 كجم فقط، وفي السيارات المتوسطة والفاخرة، تتراوح بين 60 و80 كجم، وقد يصل وزن بعض السيارات إلى 100 كجم. أما في صناعة الشاحنات متوسطة الحجم في الصين، فتستهلك كل سيارة حوالي 50 كجم من البلاستيك، ويتراوح استهلاك البلاستيك في كل سيارة بين 5% و10% فقط من وزنها.
تتميز مادة المصد عادةً بالمواصفات التالية: مقاومة جيدة للصدمات والعوامل الجوية، وقوة التصاق الطلاء، وسلاسة الحركة، وأداء معالجة ممتاز، وسعر مناسب.
وبناءً على ذلك، تُعدّ مواد البولي بروبيلين بلا شك الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة. فهي بلاستيك متعدد الاستخدامات يتميز بأداء ممتاز، إلا أن أداءها في درجات الحرارة المنخفضة ومقاومتها للصدمات ضعيف، كما أنها غير مقاومة للتآكل، وتتعرض للشيخوخة، وضعف ثبات أبعادها. لذلك، تُستخدم مادة البولي بروبيلين المُعدّلة عادةً في إنتاج مصدات السيارات. حاليًا، تُصنع عادةً مواد خاصة بمصدات السيارات المصنوعة من البولي بروبيلين من البولي بروبيلين، وتُخلط وتُعالج نسبة معينة من المطاط أو الإيلاستومر، والحشو غير العضوي، والماسترباتش، والمواد المساعدة، وغيرها من المواد.
المشاكل الناجمة عن الجدار الرقيق للمصد والحلول

يُسبب ترقيق المصد تشوهًا انحناءً بسهولة، وينتج هذا التشوه عن تخفيف الضغط الداخلي. تُولّد المصدات رقيقة الجدران إجهادات داخلية لأسباب مختلفة خلال مراحل مختلفة من عملية الحقن.
بشكل عام، يشمل هذا بشكل رئيسي إجهاد التوجيه، والإجهاد الحراري، وإجهاد تحرير القالب. إجهاد التوجيه هو تجاذب داخلي ناتج عن ألياف أو سلاسل أو أجزاء جزيئية كبيرة في المصهور موجهة في اتجاه معين وعدم استرخاء كافٍ. ترتبط درجة التوجيه بسُمك المنتج، ودرجة حرارة المصهور، ودرجة حرارة القالب، وضغط الحقن، ومدة السكون. كلما زاد السُمك، انخفضت درجة التوجيه؛ وكلما ارتفعت درجة حرارة المصهور، انخفضت درجة التوجيه؛ وكلما ارتفعت درجة حرارة القالب، انخفضت درجة التوجيه؛ وكلما ارتفع ضغط الحقن، زادت درجة التوجيه؛ وكلما طالت مدة السكون، زادت درجة التوجيه.
يحدث الإجهاد الحراري نتيجة ارتفاع درجة حرارة المصهور وانخفاض درجة حرارة القالب، مما يُشكّل فرقًا كبيرًا في درجة الحرارة. ويكون تبريد المصهور بالقرب من تجويف القالب أسرع، ويكون الإجهاد الداخلي الميكانيكي غير موزع بالتساوي.
تنتج إجهادات إزالة القالب بشكل أساسي عن نقص القوة والصلابة في القالب، والتشوه المرن تحت تأثير ضغط الحقن وقوة القذف، والتوزيع غير المتساوي للقوة عند قذف المنتج.
يُسبب ترقيق المصد صعوبةً في فك القالب. نظرًا لصغر سُمك الجدار وقلة الانكماش، يلتصق المنتج بإحكام بالقالب؛ ولأن سرعة الحقن عالية نسبيًا، يُحافظ على زمن الثبات. يُصبح التحكم صعبًا؛ كما أن سُمك الجدار والأضلاع الرقيقة نسبيًا معرضة للتلف أثناء فك القالب. يتطلب الفتح الطبيعي للقالب قوة فتح كافية من آلة الحقن، ويجب أن تكون قوة الفتح قادرة على التغلب على المقاومة عند فتح القالب.