Формовка сидений в авто
Автомобильное сидение своими руками
Приветствую Вас на блоге kuzov.info!
В этой статье рассмотрим как изготовить автомобильное сидение своими руками. В статье есть информация о конструкции и материалах заводских сидений, базовые сведения об эргономике и дизайне и безопасности автомобильных кресел. Разберёмся, какую полимерную пену нужно использовать для мягкой части сидения, как её резать и формовать. Также рассмотрим процесс создания основы ковшеобразного сидения из композитных материалов, а также из цельного листа металла.
Содержание статьи:
Конструкция современных автомобильных сидений
В автомобиле есть два типа сидений, раздельные одноместные передние сидения и многоместное нераздельное заднее сидение. Передние сидения имеют мягкую часть с определённым контуром, повторяющим изгибы человеческого тела.
Создание дизайна автомобильного сидения является не простой задачей. Оно должно обеспечивать комфорт и безопасность, иметь относительно лёгкий вес (для экономии расхода топлива и минимизации дополнительных нагрузок при аварии), износостойкость и при этом иметь стиль.
Краткое описание компонентов сидений позволит лучше понять базовые требования к конструкции автомобильного сидения, необходимой для обеспечения комфорта и безопасности.
Полиуретановая пена (пенополиуретан)
Полиуретановая пена используется при изготовлении автомобильных сидений более 30 лет. Существуют разные технологии изготовления этого материала. Вне зависимости от технологии, по которой изготовлена пена, большее значение имеет её характеристика твёрдости и плотности. От этих характеристик зависит долговечность сидения и его комфорт.
Если говорить по-простому, то полиуретановую пену получают реакцией полиолов и диизоционатов. Оба продукта получают из сырой нефти. Серия добавок также необходима для производства полиуретановой пены высокого качества. Разные добавки нужны, в зависимости от области применения пены.
Полиуретановая пена в большинстве случаев используется в качестве мягкой части автомобильных сидений из-за свободы дизайна, которую даёт этот материал. Также потому что он обеспечивает требуемый комфорт сидениям. Пенополиуретан также широко используется в мебельной промышленности.
Полиуретан используется в автомобиле, так как он:
Дизайн мягкой части сидения коренным образом изменился после развития технологии формовки. В последние годы плотность полиуретана, используемого в основных продуктах, была снижена на 30–40 процентов, а механические свойства остались те же.
Как изготавливаются мягкие части автомобильных сидений на заводе?
Формуемые мягкие части сидения делаются одновременно одним элементом (целиком для всего сидения) впрыскиванием смеси пены (изоционаты, полиолы, катализаторы и добавки) в формы. Когда пена поднимается и расширяется, то она занимает всё пространство формы, затвердевает, после чего изготовленную часть можно убрать из формы.
После извлечения из формы мягкие части сидения кладутся на конвейер и посылаются в специальную установку, которая открывает ячейки вспененного материала и придаёт ему упругость. Далее части посылаются на контроль качества и доработку. Потом осуществляется окончательная вулканизация.
Хотя процесс кажется простым, есть много различных тонкостей при производстве, чтобы получить полимерную пену для сидений нужной мягкости. Твёрдость пены можно изменять, регулируя количество изоционатов в разной части отливочных форм. Так получают одну цельную мягкую часть сидения с частями разной степени мягкости (мягкий центр и более твёрдые боковые поддержки).
Характеристики полимерной пены для изготовления автомобильного сидения
При изготовлении автомобильного сидения важно выбрать правильную полимерную пену. Пенный материал должен подбираться из расчёта комфорта, поддержки тела и безопасности. В движущейся машине возникают вибрации, которые сидение должно гасить. В большинстве случаев для изготовления мягкой части сидения используется вспененный полиуретан. Это достаточно доступный и относительно недорогой материал. Пенополиуретан разной плотности может продаваться у мебельщиков или в интернете.
Рассмотрим типы пенополиуретана и их свойства.
Открытые или закрытые ячейки
Полиуретановая пена состоит из ячеек. Они могут быть открытыми и закрытыми. Пена с открытыми ячейками встречается чаще. Ячейки открыты для соседних ячеек. Закрытые ячейки не открыты для соседних ячеек. Пена с закрытыми ячейками может долго плавать и не тонуть и используется на катерах и яхтах.
Пена с открытыми ячейками (Open-cell foam) характеризуется, как мягкий материал. Воздух легко двигается по всему пространству материала, когда пена сжимается.
Пена с закрытыми ячейками (Closed-cell foam) гораздо плотнее и твёрже, чем пена с открытыми ячейками. Её воздушные пузырьки полностью герметичны (закрыты) друг от друга. Этот материал, как правило, имеет более высокий предел прочности при сжатии. Пена с закрытыми ячейками часто используется в водном оборудовании, так как не впитывает воду.
Можно купить пену разной толщины. Один толстый слой пены может быть некомфортным. Можно использовать несколько слоёв пены разной плотности (как сэндвич). Нижний слой – самая плотная пена, потом средней плотности, потом тонкий слой мягкой пены. Все слои нужно склеить вместе, используя специальный клей. Этот метод позволяет весу распределяться более равномерно по сидению. Получается имитация пружин на старых мягких сидениях. Все слои должны быть в пределах толщины заводского сидения.
При изготовлении сидения не забывайте о высоте потолка в автомобиле и запасе свободного места под голову.
Дизайн сидений и эргономика
Проектирование автомобильного сидения (дизайн)
Можно при помощи программы создать макет ковшеобразного сидения, потом распечатать его в масштабе 1 к 1 на плоттере слоями (с расстоянием 2.5 см), потом начертить контуры на пенопласте 2.5 см, разрезать пенопласт по форме и склеить вместе. Далее сгладить форму, чтобы сформировать макет-форму, выровнять шпаклёвкой и шлифованием, намазать воском и сделать матрицу. По матрице или сразу по форме можно сделать основной каркас сидения из стеклопластика или карбоновой материи и смолы. Более подробно процесс изготовления автомобильного сидения из композитных материалов описан в этой статье ниже.
Как резать и формовать пену для сидения?
Сидения из карбонового волокна и стеклопластика, их характеристики и особенности
Передние сидения автомобиля можно изготовить из карбоновой ткани с эпоксидной смолой или из стеклопластика. Эти материалы смогут обеспечить достаточную прочность сидений. Так, заводские ковшеобразные сидения известных фирм могут быть произведены из таких же композитных материалов. К примеру, Recaro SPA seats (карбоновое волокно + кевлар) и Recaro SPG seats (стеклопластик).
Эти сидения прошли тестирование на безопасность и являются достаточно прочными, чтобы обеспечить безопасность водителя при езде и в аварийной ситуации.
Рассмотрим характеристики карбонового материла и стеклопластика, их отличия, преимущества и недостатки при изготовлении автомобильных сидений из этих материалов.
Процесс изготовления автомобильного сидения из композитных материалов
Процессы изготовления автомобильного сидения из карбонового волокна со смолой и из стеклопластика похожи, но имеют свои особенности. Для создания стеклопластиковой детали может использоваться недорогая (в отличие от эпоксидной) полиэфирная смола, которая достаточно быстро сохнет. Не требуется получения идеальной поверхности, как в случае с карбоновым изделием, что упрощает процесс изготовления. Есть два способа создания сидения из композитных материалов (стеклопластика или карбона):
Подробный процесс создания стеклопластикового изделия можно изучить на примере изготовления капота, описанного в другой статье “как сделать капот из стеклопластика”.
Рассмотрим особенности создания автомобильного сидения из карбоновой материи и смолы.
Процесс создания сидения из карбоновой материи и смолы
Ковшеобразное сидение из листового металла своими руками
Эргономичный дизайн ковшеобразных сидений делает их удобными для быстрой езды и защищает от поперечных нагрузок при резких поворотах. Они имеют выраженные боковые поддержки.
Каркас сидения можно вырезать по шаблону из цельного листа металла 1.5 — 2 мм (140 см на 85 см).
Распечатайте шаблон в реальную величину (seat_template). Можно использовать несколько листов А4 склеенных вместе и вырезанных в нужных местах. Далее положите шаблон на лист металла и очертите его. Вырежьте лист по обведённому контуру. Теперь согните металл и сварите в нужных местах. На этом этапе у вас получился основной каркас сидения.
Если у Вас нет станка для гибки металла, то можно сделать небольшие с внешней стороны линии изгиба, потом используйте край скамейки или верстака и нажмите металл. Разрез поможет согнуть металл по прямым линиям.
Размеры ковшеобразного спортивного сидения
Чтобы сделать сидение более комфортным нужно нарезать куски пены и приклеить их к сидению. Для верхней части и самой спинки использовалась пена 2.5 мм и для боковых частей и нижней части 5 мм.
Чтобы ноги имели большую поддержку, можно сделать закруглённую пену из 3‑х слоёв.
Боковая пена сформована, чтобы сделать верхний край немного закруглённым и сделать верх плавно переходящим к пене 2.5 мм.
Для обивки в данном примере была использована материя двух цветов (чёрный с красным). Сначала сделайте шаблоны по форме сидения, потом по ним вырежьте обивочную материю с запасом на швы.
Переделка заводского сидения
В качестве основы для создания автомобильного сидения своими руками можно взять заводское сидение. Каркас можно оставить без изменений, либо добавить некоторые элементы, необходимые для изменения формы. Мягкую часть сидения можно изменить, отрезая пену или приклеивая дополнительные сегменты. К примеру, можно переделать стандартное автомобильное сидение в спортивное ковшеобразное.
Для начала нужно нарисовать примерный набросок желаемой формы сидения на бумаге, учитывая размеры и форму исходного сидения. Нужно разобрать оригинальное сидение и подумать, как можно изменить каркас, чтобы форма соответствовала вашему чертежу. При создании сидения нужно учитывать эргономику, комфорт и безопасность.
В нашем примере нижняя часть каркаса была изменена. Были добавлены две пластины с шарнирами и торсионными пружинами (для небольшого движения пластин вверх и вниз). Так было запланировано эргономичной конструкцией сидения. Этот механизм облегчает давление и напряжение бёдер и ног во время нажатия на педали автомобиля. Кроме того, была увеличена боковая часть нижнего каркаса, в местах будущей увеличенной боковой поддержки.
Важен не только дизайн пены, но и то, как она будет крепиться к каркасу. Всё нужно спланировать заранее и разметить места срезов пены и креплений. Нужно учесть расположение металлических стержней, на которых будут удерживаться кольца для крепления некоторых областей обивки. Стержни могут быть встроены в мягкую часть сидения (в специальные канавки). Вместо канавок со стержнями для крепления колец могут использоваться крепления Velcro (текстильные застёжки/липучки). Одна часть крепления находится на вспененном полиуретане, а другая на обивке. Такие крепления часто используются на современных сидениях.
Изготовление обивки для сидения
Нужно разметить линии швов на пенополиуретане, для дальнейшего создания обивки изменённого сидения.
Шаблоны для обивки можно сделать из картона. Для создания шаблонов закруглённых форм используйте эластичный материал (винил/дермантин). Если необходимо, можно немного растягивать винил, чтобы он принял нужную форму. После этого, для удобства разметки кожи, эластичные шаблоны можно скопировать на более жёстком материале.
К обивке можно пришить 5 мм поролон. Это такой же поролон, который используется для перетяжки потолка салона. Поролон придаёт объём коже и скрывает неровности на базовом пенном материале сидения. Поролон толщиной 5 мм не влияет на размеры обивки. Если будете использовать более толстый поролон, то это может влиять на размеры обивки (на 3,4, 5 мм).
Для средней части и для боковых частей можно использовать разную кожу (перфорированную/ не перфорированную и разных цветов).
Шаблон нужно положить на материал для обивки, обвести с запасом на допуск шва (примерно 1 см). При сборке и сшивании отдельных частей обивки, хорошо помогают заранее сделанные пометки. Эти пометки должны потом сходиться друг напротив друга. Для облегчения сшивания также можно использовать степлер.
Как было написано выше, можно использовать крепления Velcro (текстильные застёжки/липучки). Эти крепления помогают достичь плотного прилегания обивки к впалым формам сидения. Также можете прочитать статью “перетяжка сидений своими руками”, где есть много информации об изготовлении новой обивки.
№23. Изменение анатомии в ES F-sport: полный перешив салона, алькантара, цветные ремни безопасности и доработка вентиляции.
Всех с Новым Годом! С январскими праздниками пришло наличие свободного времени и желание написать об этой не побоюсь этого слова эксклюзивной и дорогущей работе. Надеюсь к сегодняшнему дню все успели выйти из запоя и заедания салатов, а значит будут читатели.
Текста будет много, на этот раз по другому никак!
Предыстория о том, как так вышло:
Достал меня немного уставший салон портящий всю картину казалось бы очень аккуратного автомобиля. Это был какой-то ад перфекциониста никак не оставляющий в покое. Вроде бы все блестит и сверкает и старое заменено на новое, а тут эти потрескавшиеся и просиженные сиденья…
Жалко лишь задний диван который был в идеале, но передние… Кто-то скажет ничего критичного, но давайте спишем все на удачный свет при фотографировании, поскольку там и вправду хватало стрёмных трещин.
Было много мыслей и вариантов: восстановление кожи, частичный перешив, контрактные сиденья и так далее, но в итоге все откладывалось в долгий ящик из-за не идеальности предлагаемых решений. То краска после восстановления у кого-то сходит, то при перешиве тон кожи не подобрать. Контрактный салон — тоже как говорится шило на мыло.
И как-то приехав в гости в Красноярск, посчастливилось излазить вдоль и поперек один из наверное самых живых IS-F, а так же покататься на IS350 kuma090 с сиденьями от IS-F. Я сразу отметил удобство анатомических поддержек и как мне показалось, плотная посадка при которой тебя не болтает из стороны в сторону как какашку в проруби это то, чего очень не хватало IS.
В таком случае — почему просто не купил салон от IS-F?
Да просто потому, что полу-ушатанные 9-15 летние сидухи с текущей ценой далеко за 100к, которые еще и перешивать надо — это перебор. Лучше взять эти деньги и сделать салон в соответствии со всеми своими хотелками подумал я…
Таким образом были следующие задачи:
1. Сделать сидухи круче чем в IS-F.
3. Сделать боковые поддержки.
2. Добавить скучному черному салону спорта и дерзости.
4. Использовать комбинированный вариант алькантары и кожи.
5. Доработать откровенно плохо работающую Тойотовскую вентиляцию.
На примете у меня как раз было ателье, на мой взгляд с одними из лучших работ по салонам в РФ. Это приличное производство на котором я побывал лично. Целенаправленно заехал в г. Самара где владелец ателье любезно погрузил меня в некоторые тонкости своего дела и показал весь процесс производства.
Значит, что было сделано со стороны ателье, а так же использовано в качестве основы для дальнейших работ:
Изначально это разработка для Toyota Camry. Были куплены настоящие сиденья от Lexus ES 2020г. в комплектации F-sport и снята 3D модель.
Далее уже технически правильная модель была выпилена из дерева, немного доработана, доведена до совершенства и запущена в производство на заводе где делают поролон.
Как видите, это далеко не колхоз, а огромная разработка в которую ввалена куча денег. Тот самый поролон я и приобрел. К слову он оказался немного плотнее и жестче заводского в IS, это хорошо, поскольку будет менее подвержен износу.
На всякий случай, если кто-то не понял зачем все эти заморочки: сиденье разрабатывалось не для меня лично, а для массового производства и установки в Toyota Camry V70. Максимум которого можно добиться при обычном изменении анатомии, это небольшое наращивание боковых поддержек. Здесь же мы получаем полную технически верную, спроектированную и оттестированную инженерами на заводе модель, с огромными, развитыми боковыми поддержками. Естественно были некоторые правки и модель была адаптирована, установлена и обкатана, а после запущена в массовое производство. Вся сложность была в моем случае была именно в различиях каркаса camry и is.
Нет, когда мы взяли поролон от ES F-Sport мы думали, что он встанет на родной каркас IS без особого допила. А оказалось, что там вообще ничего не подходит и надо сращивать родной поролон с поролоном от ES дабы сохранить безопасность и все работало по заводу: подушки, поясничный подпор, вентиляция и так далее.
Как решили проблемы установки?
Оставаться в Самаре ради изменений по салону я не стал и уехал в Сочи, где по предварительной договоренности хороший товарищ и друг выше упомянутого ателье взялся за работу над моим автомобилем. По предварительным подсчетам всё должно было завершиться за неделю, но ушло почти две недели ежедневного труда, без выходных.
Это было реально сложно!
По секрету: Вообще мастер сказал мне, что если бы знал, что будет такой попадос, то никогда бы не взялся бы за данную работу потому, что время — деньги. Но назад дороги не было и все делалось по уму. Другие сделали бы тяп-ляп, натянули кожу и пожелали удачи.
По порядку спек лист того, что было сделано:
1. Изменение анатомии передних сидений, установка нового поролона от Lexus ES F-sport, модельного ряда 2020г.
2. Полный перешив в комбинацию алькантары и кожи всех сидений по новым лекалам, а так же подлокотников, подголовников, дверных вставок.
3. Изменение дизайна заднего дивана под дизайн новых передних сидений.
4. Доработка штатной вентиляции передних сидений.
5. Замена всех 5 ремней безопасности на цветные.
Почему не сделал красный/бордовый и еще какой-нибудь яркий и необычный салон?
Честно говоря были мысли, но обязательным критерием к пошиву была алькантара, ведь комбинированные салоны это самый красивый и практичный вариант. Но как выяснилось подобрать алькантару к нужной мне вишне оказалось слишком сложно. Ничего не нравилось. Поэтому решил оставить модный во все времена черный, а разбавить его спортивной красной строчкой, вышивками на подголовниках и цветными ремнями безопасности, вдохновившись конфигураторами Panamera GTS и AMG.
Почему не синий? Фирменный цвет F-sport’а синий!
Все последние Ф-спорты пошли на красных салонах, а значит заводской стиль сохранен. Да и не нравится мне почему-то синий… С детства ассоциируется с совком, трениками адидас, стенами подъездов хрущевок, разных оградок и прочими дурностями.
И так, фото процесса сращивания нового поролона от ES и родного IS (старый естественно желтее).
Почему в IS вентиляция то чувствуется, то нет?
На данном фото вы можете наблюдать причину плохой вентиляции — это один вентилятор под пятой точкой и единственная выходящая в седло гофра. Задача этой гофры раздать воздух дальше по каналам, пробив при этом подогрев и кожу. Вторая гофра идет в спинку. Именно по этим причинам вентиляция у IS чувствуется не всегда и если сел на гофру булками, то всё. Например у других автомобилей (здесь должны возрадоваться владельцы немецкой тройки) вентилятор не 1 а например 3. Одного вентилятора и правда мало для того, чтобы продуть весь бутерброд. Эту проблему нам удалось решить следующим образом:
Уже установленный подогрев, первые выкройки и фото ремней безопасности, ну и та самая серая подложка для вентиляции.
На передние подголовники были вышиты логотипы F-Sport, сзади они смотрелись бы лишними. В принципе я ни разу не видел, чтобы кто-то на заводе делал вышивки/тиснение на задних подголовниках. Рядом фото алькантары и нижней части сиденья.
Штош, первые фото передних сидений… Когда увидел их у меня отпала челюсть.
Знаете я немного переживал, что дизайн сидений от машины 2020 модельного года не особо впишется в не очень-то современный IS. Но когда увидел их на фоне авто все опасения по цвету/вышивкам и прочему в миг отпали. Стало понятно, что для белой машины это просто пушка, в меру сдержанно и дерзко. Прям ровно то чего я хотел.
Оставалось дело за малым, но не менее важным процессом и это перешив заднего дивана. Мы не могли просто перешить задний диван, надо было подгонять его дизайн под новые передние сиденья.
Здесь я полностью доверился рукам и фантазии мастера, вот что получилось.
Как видите были убраны дурацкие липучки на креплениях ISOfix и сделаны аккуратные заглушки.
Ну и конечно же спинка с подлокотником.
Как сказал мой друг когда увидел фотки — я бы в таком жил.
Далее уже финишная прямая — установка красных ремней и перешив дверных карт с подлокотником. Подлокотник решили делать из кожи так как алькантара там будет сильно засаливаться, а вот с дверными картами поступили необычно.
Разделили вставки на две части и сделали верхнюю часть из алькантары, а нижнюю где постоянно будут локти из кожи.
Ну и конечно же фото салона в сборе, кажется пора растонироваться, даже напротив солнца мало что видно. (сейчас 35% в круг, лоб 50%)
Пластиковые спинки задних сидений так-же были обтянуты кожей и немного изменены карманы. Хоть я карманами никогда и не пользовался, но теперь в них можно действительно что-то класть.
Фото для понимания размеров боковых поддержек.
Что касается удобства и боковых поддержек — они просто прекрасны, сразу же все протестировал закладывая на серпантинах по дороге Сочи — Краснодар и что примечательно по дороге у меня ни разу не возникло желания поёрзать в кресле. На старых я спустя 20-30 минут начинал ёрзать задницей пытаясь ее пристроить ближе к рулю и обратно в плотную к спинке. Вообще очень некорректно сравнивать всё это, по факту я получил другую машину с абсолютно другими ощущениями, другой посадкой и так далее, пришлось даже привыкать заново.
Что касается алькантары, она тоже прекрасна. Во первых я получил недоступную не только для IS, но и для многих других машин опцию обдува и обогрева сидений на алькантаре. Во вторых она не зря разрабатывалась для спорткаров, в нее садишься как в липучку и не можешь двигаться. Если раньше я неудобно сел и мог подвинуться вперед по креслу немного надавив на кресло своими булками и проскользнуть — то теперь же, если сел не так, извольте приподнять зад и поменять свое положение. Ну и естественно сесть в машину в мороз и поймать себя на мысли, что забыл об обогреве тоже дорогого стоит.
По вентиляции — если честно первое ощущение когда включил ее было таким будто я обоссался, странный холод по булкам и спине которого не было ранее. Теперь даже не включаю на 3 положение как раньше, а держу на 1-2.
Ну и собственно все. Такая вот необычная работа на IS про которую сказали, что второй такой не будет. Если бы знали, что возникнут такие сложности с анатомией то не взялись бы. По факту проще зашить за час крышу на кабрике и получить 15-20 тысяч, чем долбаться с подобным салоном две недели. Так что будем считать что мне повезло, мастер за 30 лет работы ни в одну машину не вложил столько сил. Первопроходцам всегда сложнее. Но это уже не важно, за все спасибо! Каждый раз смотрю, вспоминаю и радуюсь.
Да да я знаю, что теперь не хватает черного потолка! Надоело, что одно тянет другое. 😂 Но думаю когда нибудь я до него доберусь, так как учитывая силы и вложенный кеш — машина со мной на вечно. Касаемо стайлинга салона есть еще много мыслей по коврам под новый стиль, F-sport педалям и карбону (над последним надо основательно подумать) так что всему свое время.
Спасибо если осилили весь текст, надеюсь было интересно. До связи. =)