通过Ted Ahrenholtz，明尼苏达橡胶塑料设计工程师
在组合成组件时，工程部件可以在当今高效可靠的汽车中推进产品的性能。当各个组件重新设计为更高效的组件时，将设置新标准，导致更高的性能。这种情况是所有类型的车辆，因为大多数组件（例如减震器）重新设计的新的，较轻的材料持续更长并且更具成本效益。
今天的高效汽车是由数百个部件组成的。使用新材料和新制造工艺不断重新设计这些组件，提高车辆性能。从电脑到手表，这种重新设计的动态几乎适用于日常生活中的每一种产品。独立的组件通常被组合成一个单独的程序集来执行多种功能。
材料及其设计在这些新设计的组件中扮演着重要的角色。从电脑等日常产品到医疗设备和电器，组装包括一些不太显眼的产品，如化学浇注设备。产品工程师正在发现新的更好的方法来实现装配，通过弹性体和热塑性材料的特殊能力来增强其产品的功能和市场。
以下装配示例从相对简单到非常复杂，展示了将它们与早期设计分开的重要益处。
1.浮动减震器活塞组件可提高液压功能，具有更高效的密封，允许其制造过程的自动化。
用性能更高的材料替代传统材料是改进装配设计的一种方法。在这种情况下，铝被高性能塑料(HPP)组件体取代，然后与专有的弹性体四环密封集成。玻璃填充，特殊配方，热稳定尼龙，这些重新设计的活塞改善了密封和整体液压功能。将材料从铝改为HPP材料也避免了在定位和保持密封的槽上进行二次除闪操作。
浮动减震器活塞由铝改为特殊配方的热稳定尼龙与四环HNBR密封。
这种总成设计的新特点是集成四环密封，可以安全地安装在减震器孔内。1 3 / 4英寸。直径浮动活塞依赖于这种密封可靠和无故障的运行，因此它必须安全地安装在减震器镗孔内。密封件的沙漏轮廓确保它安全地安装在活塞的1 / 8英寸内。工作时避免扭曲，将孔内充气部分与油部分分离，工作时平稳高效地上下滑动。
密封材料增强了组件的功能，因为它是由专门配制的HNBR弹性体模制的精确性，专为高同心度，低摩擦和长效的运动寿命而成。该应用涉及速度至900fpm（4.5米/秒）和750 psi（52 bar）的最大压力。这种类型的四环密封件已成为许多类型的车辆液压系统上的标准设计。
为了使这种活塞/密封总成的设计尽可能的具有成本效益，制造和装配过程被设计来满足大批量生产的要求。这一过程与之前的铝活塞制造过程形成了鲜明的对比，在铝活塞制造过程中，需要人工进行多次二次操作。在新设计的最小操作人员参与的情况下，自动化部件处理系统将注塑活塞移动到与密封件组装的位置。在组装过程中，少量的硅酮润滑剂自动应用于密封。组装完成后，视觉系统检查尺寸精度，确保密封正确定位在活塞槽内。自动化生产系统24/7运行，年产量达数百万台。
2.汽车备用灯设计为卡式配件，以消除紧固件和焊接。
这款运动型倒车灯的设计是为了最小化材料要求和模压组件的数量，同时简化组装过程。设计的关键是如何贴合成型组件消除所有紧固件和焊接操作。
这种双重功能的后备/公用灯直接插入任何7路标准7针圆形RV/拖车插座。它能产生50瓦的非常明亮的白光，在需要时为车辆后面提供额外的光线——用于装载车辆、扫雪、搭帐篷或挂拖车。
背光模制组件将组件组装在一起，消除了紧固件和焊接操作。
为了设计一个坚固、耐腐蚀和耐磨的组件，底座由注塑尼龙制成。这种模制功能允许将灯旋转到两种操作模式中的任意一种，即当车辆切换到倒车模式时的倒车灯和停车时的通用灯模式。双功能设计增加了产品的价值，并由安装在灯座内部的特殊微开关进行调节。当基底元件转动时，一个小的模压键驱动微开关，改变所选的工作模式。两个旋转的基础组件有一个特殊的o形环密封(epdm -乙烯丙烯二烯单体)，便于平稳旋转，也作为一个屏障，密封水分和污垢。
镜头由聚碳酸酯材料制成，可以有效放大和分散50瓦的卤素灯(100万蜡烛功率)，覆盖车辆后方的大片区域。晶状体的圆周上有螺纹，并牢牢地固定在螺纹底座上。这使得必要时更换灯泡很容易。为了增加湿气和污染物的保护，一个扁平的EPDM橡胶垫圈密封在拧在一起的镜头和底座。内部，一个硬镀铬反射镜，从冷轧钢冲压，持有一个标准卤素灯泡插座。这个插座连接两根玻璃绝缘的耐高温电线，连接到汽车的连接插座。
独特的设计提供了小“手指”战略性地定位在内部，定位，接合和锁紧组件，不需要紧固件或焊接。微动开关是热固定的位置，所以它不需要紧固件。为了使用方便，底座有一个外部键槽，即使在低光条件下也容易对准和安装。锁接提供积极的保持。
测量6英寸。长15/8英寸。基础插座和3英寸。直径透镜，光没有外部连接绳索或电线，重量仅为8盎司，在车辆中的任何地方存放在内的车辆。
3.经济塑料阀组件是三种产品。
设计一个集三个产品于一体的产品组件尤其具有挑战性。这种塑料阀门用于标准55加仑的化学品桶，可替代(1)螺塞，(2)液体分配泵和(3)安全阀门，以防止意外泄漏和产品篡改。
设计用于制造所需的CAD建模和仿真测试，原型设计，弹性体和高性能塑料定制和自动化制造系统设计。最大的挑战是开发一种强大的装配设计，具有高度可靠的密封功能，可以处理所有类型的存储，长期使用，大多数商品化学品，并在宽温度范围内执行此操作。
新设计的装配是三个产品，单个插头，泵和阀门。
概念开发包括将原型和加工组件的聚乙烯棒股上的传统方法包括传统方法。组件拧在一起，测试功能并根据需要重新加工，直到达到可接受的操作原型，达到特征和利益标准。
使用IDEAS软件制作了CAD模型，最终设计由两个组件组成。该阀门(也作为桶内的塞子)有三个塑料注塑组件和五个橡胶注塑密封。耦合器有六个注塑组件和五个橡胶模铸密封件。一个主要的设计挑战是确定组件的正确树脂配方，使其与为密封件开发的两类弹性体配方兼容，即EPDM和氟碳系列配方。配方系列是必要的，以处理各种化学品，这些阀门将使用。
所选的树脂还需要支持塑料部件的焊接和组装的设计元素，以及公差要求，因此槽道和密封面是安全的。设计超出了生产前的测试要求。
操作很简单。阀组件螺纹进入滚筒并执行密封功能。耦合器插入阀的顶部以分配。耦合器旋转360°，允许在任何方向上分配。螺纹喷嘴可轻松连接到机器，如施肥器和食品配料混合系统。阀体底部的喷口连接到标准浸管以到达鼓底部。
“锁和关键”设计功能可防止偶然溢出和防止使用不正确的使用情况。一系列12种颜色代表允许用户在类似容器中区分一系列化学物质的关键轮廓，使其更容易识别和分配。虽然每个钥匙是不同的，每个钥匙都在相同的密封主体上运行，以防止交叉污染，不需要的工人暴露和环境危险的泄漏。
为新的装配设计找到一个合格的来源是必要的
开发正确的设计和材料是至关重要的，以确保组装的最高性能水平，同时降低成本。以上每个产品设计用于易于使用自动化和更少的人类相互作用组装，以最大限度地降低成本。
同样重要的是使用装配源，为设计和制造新装配提供最新技术。这些技术包括计算机辅助设计、有限元分析、模具设计和制造，以及高速、自动化的成型、装配和包装，以便及时交付。
明尼苏达橡胶及塑料
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