DE10154472A1 - Flat two dimensional panel for a cushioned vehicle seat back, has a knitted mesh reinforcement in plastic matrix - Google Patents

Flat two dimensional panel for a cushioned vehicle seat back, has a knitted mesh reinforcement in plastic matrix

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Abstract

A knitted fabric(04) with loops forming a reinforcing mesh is embedded in plastic(05) where it extends in both the X and Y planes of the panel. An Independent claim is made for a process for manufacturing the panel in which the knitted fabric is placed in a molding cavity and foamable plastic, preferably polyurethane, is introduced and impregnates the mesh before being cured.

Description

Die Erfindung betrifft ein flächiges, insbesondere plattenförmiges, Bauteil aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a flat, in particular plate-shaped, Plastic component according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Bauteile werden insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, bei der Herstellung von Fahrzeuglehnen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Das flächige Bauteil bildet dabei die Lehnenverkleidung, die der Lehne ihre mechanische Festigkeit gibt. Auf einer Seite der Lehnenverkleidung wird eine Polsterung mit Bezug angebracht, um ein bequemes Sitzen zu ermöglichen. Gattungsgemäße Bauteile können sowohl bei der Herstellung von Rücksitzlehnen als auch von Vordersitzlehnen Verwendung finden. Ein Vorteil der Bauteile aus Kunststoff ist es, dass diese ein relativ geringes Bauteilgewicht, beispielsweise verglichen mit aus Stahlblech hergestellten Bauteilen, aufweisen. Generic components are in particular, but by no means exclusively in the manufacture of vehicle backrests for Motor vehicles used. The flat component forms the Backrest cladding that gives the backrest its mechanical strength. On one side of the Backrest trim is attached to an upholstery cover to allow comfortable sitting. Generic components can both in the manufacture of rear seat backrests as well as Find front seat backrests. One advantage of plastic components is it that these have a relatively low component weight, for example compared to components made from sheet steel.

Werden gattungsgemäße Bauteile zur Herstellung von Lehnenverkleidungen im Kraftfahrzeugbau eingesetzt, müssen sie bestimmten, gesetzlich vorgeschriebenen Festigkeitsanforderungen entsprechen. Denn durch die Lehnenverkleidung wird in vielen Kraftfahrzeugen der Gepäckraum vom Passagierabteil abgetrennt, wobei im Falle eines Unfalles das Durchschlagen von Gepäckstücken durch die Lehnenverkleidung zuverlässig ausgeschlossen sein muss. Bei der Konzeption von Lehnenverkleidungen ist deshalb ein Zielkonflikt zu lösen. Zum einen sollen die Lehnenverkleidungen relativ dünn sein, um ein möglichst geringes Bauteilgewicht zu haben. Andererseits muss eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit erreicht werden, um das Durchschlagen des Prüfkörpers bei den vorgeschriebenen Festigkeitsprüfungen auszuschließen. Insbesondere muss ein Aufreißen des Bauteils beim Aufschlagen des Prüfkörpers in jedem Falle ausgeschlossen werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden bei der Herstellung bekannter Lehnenverkleidungen Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern, in den bei der Herstellung des Bauteils verwendeten Kunststoff eingebettet. Are generic components for the production of Backrest linings used in motor vehicle construction, they must be determined by law comply with the prescribed strength requirements. Because through that In many motor vehicles, the backrest trim is used to change the luggage compartment Separated passenger compartment, which in the event of an accident Puncture of luggage through the backrest panel reliably must be excluded. When designing backrest covers is therefore a conflict of objectives to be resolved. For one thing, they should Backrest coverings must be relatively thin in order to keep the component weight as low as possible to have. On the other hand, a sufficiently high mechanical Strength can be achieved to penetrate the test specimen at the to exclude the prescribed strength tests. In particular the component must be torn open when the test specimen is opened be excluded in any case. To meet these requirements be used in the manufacture of known backrest linings Reinforcing fibers, for example glass fibers, in the manufacture embedded plastic of the component.

Nachteilig an dem bekannten Stand der Technik ist es, dass insbesondere bei sehr punktförmig auftretenden Belastungen, die faserverstärkten Kunststoffe im Bereich der höchsten Belastung aufreißen. A disadvantage of the known prior art is that in particular with very punctiform loads, the fiber-reinforced Tear open plastics in the area of the highest load.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein flächiges Bauteil, insbesondere eine Lehnenverkleidung, vorzuschlagen, das auch bei hohen Belastungen nicht aufreißt. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Bauteile vorzuschlagen. Based on this prior art, it is the task of the present Invention a flat component, in particular a backrest covering, to propose that does not tear open even with high loads. Is further It is an object of the present invention to produce a method propose such components.

Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil beziehungsweise ein Verfahren nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst. This task is accomplished by a component or a process solved according to the teaching of the independent main claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, den Kunststoff des plattenförmigen Bauteils mit einem Gestricke zu verstärken. Dieses Gestricke weist regelmäßige Maschen auf, die von Schlingen gebildet werden, so dass das Gestricke im Ergebnis eine vernetzte Struktur aufweist. Tritt an einer Stelle des Bauteils eine so hohe Belastung auf, dass der Kunststoff für sich genommen versagen würde, wird das Aufreißen des plattenförmigen Bauteils durch das eingebettete Gestricke vermieden. Im Bereich jeder einzelnen Masche des Gestrickes bilden sich mikroskopische Risse, so dass sich das Bauteil zusammen mit dem an sich flexiblen Gestricke energieabsorbierend verformen kann. Die Bildung eines durchlaufenden Risses durch das Bauteil wird durch die Netzstruktur des Gestrickes verhindert. The invention is based on the basic idea of plastic reinforce plate-shaped component with a knitted fabric. This knitted fabric has regular stitches formed by loops, so that the knitted fabric has a networked structure as a result. Come on a part of the component so high that the plastic would fail in isolation, the tearing open of the plate-shaped component avoided by the embedded knitted fabric. In the area microscopic cracks form in every single stitch of the knitted fabric, so that the component is together with the flexible knitted fabric deform energy absorbing. The formation of a continuous Cracks through the component are caused by the mesh structure of the knitted fabric prevented.

Das Gestricke selbst kann aus Draht, Fäden, Fasern oder Kombinationen dieser Materialien hergestellt sein. Um eine festere Anbindung des Gestrickmaterials an den umgebenden Kunststoff zu erreichen, kann am Draht, den Fäden oder den Fasern eine geeignete Ummantelung, beispielsweise zur Haftvermittelung, vorgesehen sein. The knitted fabric itself can be made of wire, threads, fibers or combinations of these materials. In order to connect the To reach the knitted material on the surrounding plastic can Wire, the threads or the fibers a suitable sheathing, for example, to provide adhesion.

Bei der Herstellung des Gestrickes für erfindungsgemäße Bauteile können alle bekannten Werkstoffe wie Kunststoffmonophyle, Faserprodukte oder Metalldrähte Verwendung finden. In the manufacture of the knitted fabric for components according to the invention all known materials such as plastic monophiles, fiber products or Find metal wires.

Eine höhere Festigkeit des aus Metalldraht gefertigten Gestrickes und damit der daraus gefertigten Bauteile lässt sich erreichen, wenn bei der Vermaschung des Gestrickes mehrdrahtige Metalldrähte verwendet werden. Derartige Metalldrähte weisen zwei oder mehr Einzeldrähte auf, die nebeneinander verlaufen. A higher strength of the knitted fabric made of metal wire and so that the components made from it can be reached if at the Meshing of the knitted fabric uses multi-wire metal wires become. Such metal wires have two or more individual wires, that run side by side.

Besonders preisgünstig und einfach lassen sich erfindungsgemäße Bauteile herstellen, wenn ein schäumbarer Kunststoff, insbesondere ein Polyurethanhartschaum, verwendet wird. Bei der Herstellung des Bauteils kann dann das Gestricke einfach in das Formnest der Form eingelegt und nach dem Eingeben des schäumbaren Kunststoffes durchschäumt werden. The invention is particularly inexpensive and simple Manufacture components when a foamable plastic, especially a Rigid polyurethane foam is used. When manufacturing the component the knitted fabric can then simply be placed in the nest of the form and be foamed after entering the foamable plastic.

Insbesondere zur Erhöhung der Biegefestigkeit erfindungsgemäßer Bauteile ist es vorteilhaft, wenn im Kunststoff zusätzlich zum Gestricke weitere Verstärkungsfasern, insbesondere durchschäumbare Fasermatten eingebettet sind. Weist das Gestricke eine bestimmte Ausdehnung in Z-Richtung auf, dass heißt in Richtung zwischen den Außenseiten des Bauteils, so können in einfacher Weise Bauteile hergestellt werden, bei denen sich die Fasermatten beabstandet zur neutralen Faser des Bauteils im Kunststoff erstrecken. In particular to increase the bending strength according to the invention Components, it is advantageous if in addition to the knitted fabric additional reinforcing fibers, especially foamable fiber mats are embedded. Does the knitted have a certain extent in Z direction on, that is, in the direction between the outer sides of the Component, so components can be easily produced at which the fiber mats are spaced apart from the neutral fiber of the component stretch in plastic.

Außerdem kann ein erfindungsgemäßes Bauteil zusätzlich durch eine Tragstruktur, beispielsweise einen Rohrrahmen, die in den Kunststoff eingebettet wird, mechanisch ausgesteift werden. In addition, a component according to the invention can additionally by a Support structure, for example a tubular frame, which is in the plastic is embedded, mechanically stiffened.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. An embodiment of the invention is illustrated by the drawings explained.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein in der Art einer Lehnenverkleidung ausgebildetes erfindungsgemäßes Bauteil in perspektivischer Ansicht; FIG. 1 is a hole formed in the manner of a backrest lining component according to the invention in perspective view;

Fig. 2 das Bauteil gemäß Fig. 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I; FIG. 2 shows the component according to FIG. 1 in cross section along the section line II;

Fig. 3 ein bei der Herstellung des Bauteils gemäß Fig. 1 verwendetes Gestricke in Ansicht von oben. Fig. 3 is a in the preparation of the component of Figure 1 used fabrics in top view Fig..

In Fig. 1 ist eine Lehnenverkleidung 01 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Lehnenverkleidung 01 wird in einem Kraftfahrzeug derart befestigt, dass der Gepäckraum vom Passagierabteil abgetrennt wird. Der mittlere Teil der Lehnenverkleidung 01 ist schwenkbar gelagert und kann in geöffnetem Zustand als Ladedurchreiche verwendet werden. Auf der zum Passagierabteil gerichteten Seite der Lehnenverkleidung 01 wird eine Polsterung und ein Bezug angebracht, um für die Passagiere komfortable Sitzflächen zu bilden. In Fig. 1, a backrest cover 01 is shown in a perspective view. The backrest trim 01 is fastened in a motor vehicle in such a way that the luggage compartment is separated from the passenger compartment. The middle part of the backrest trim 01 is pivoted and can be used as a hatch hatch when open. On the side of the backrest trim 01 facing the passenger compartment, upholstery and a cover are attached in order to form comfortable seats for the passengers.

Die erforderliche mechanische Festigkeit der Lehnenverkleidung 01 wird zum einen durch eine entsprechende Profilierung und zum anderen durch die Einbettung eines Rohrrahmens in den die Lehnenverkleidung 01bildenden Kunststoff erreicht. Außerdem wird ein spezieller Verbundkunststoff verwendet, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. The required mechanical strength of the backrest covering 01 is achieved on the one hand by a corresponding profiling and on the other hand by embedding a tubular frame in the plastic forming the backrest covering 01 . In addition, a special composite plastic is used, as shown in Fig. 2.

Der Materialaufbau der Lehnenverkleidung 01 ist in Fig. 2 schematisch im Querschnitt dargestellt. Entlang der neutralen Faser der Lehnenverkleidung 01 mittig zwischen den Außenseiten 02 und 03 ist ein aus Draht hergestelltes Gestricke 04 in eine Kunststoffmatrix 05 eingebettet. Außerdem wird die Kunststoffmatrix 05 von zwei durchschäumbaren Glasfasermatten 06 und 07 und unregelmäßig angeordneten Verstärkungsfasern 08 verstärkt. The material structure of the backrest covering 01 is shown schematically in cross section in FIG. 2. A knitted fabric 04 made of wire is embedded in a plastic matrix 05 along the neutral fiber of the backrest trim 0 1 in the middle between the outer sides 02 and 0 3. In addition, the plastic matrix 05 is reinforced by two foamable glass fiber mats 06 and 07 and irregularly arranged reinforcing fibers 08 .

Bei der Herstellung der Lehnenverkleidung 01 wird zunächst das Gestricke 04 und die Glasfasermatten 06 und 07 im Formnest der Form angeordnet. Danach wird die aufschäumbare Kunststoffmasse, beispielsweise schäumbares Polyurethan, in flüssiger Form in das Formnest eingegeben, wo es das Gestricke 04 und die Glasfasermatten 06 und 07 durchschäumt. Aufgrund der Ausdehnung des Gestrickes in Z-Richtung ist dafür gesorgt, dass die Glasfasermatten 06 und 07 nach Aufschäumen des Kunststoffes außerhalb der neutralen Faser verlaufen. When manufacturing the backrest covering 01 , the knitted fabric 04 and the glass fiber mats 06 and 07 are first arranged in the mold cavity of the mold. The foamable plastic mass, for example foamable polyurethane, is then introduced in liquid form into the mold cavity, where it foams through the knitted fabric 04 and the glass fiber mats 06 and 07 . Due to the expansion of the knitted fabric in the Z direction, it is ensured that the glass fiber mats 06 and 07 run outside the neutral fiber after foaming of the plastic.

In Fig. 3 ist das Gestricke 04 in schematischer Ansicht von oben dargestellt. Das Gestricke 04 wird von regelmäßigen Stegmaschen 09 und Nadelmaschen 10 gebildet und erstreckt sich flächig in X- und Y- Richtung. Die Maschenteilung 11 des Gestrickes 04 beträgt circa 10 mm. Die Maschenlänge 12 des Gestrickes 04 beträgt ungefähr 5 mm. Der Durchmesser des Metalldrahts 13 beträgt circa 0,1 mm. In Fig. 3 the knitted fabric 04 is shown in a schematic view from above. The knitted fabric 04 is formed by regular web stitches 09 and needle stitches 10 and extends flatly in the X and Y directions. The stitch division 11 of the knitted fabric 04 is approximately 10 mm. The stitch length 12 of the knitted fabric 04 is approximately 5 mm. The diameter of the metal wire 13 is approximately 0.1 mm.

Trifft auf die Außenseite 02 oder 03 eine beschleunigte Masse auf, so dass die Reißfestigkeit der Kunststoffmatrix 05 überschritten wird, kann ein Aufreißen der Lehnenverkleidung 01 durch das Gestricke 04 verhindert werden. Wie in einem Netz wird die beschleunigte Masse im Gestricke 04 abgefangen, wobei die Netzstruktur des Gestrickes 04 entsprechend verzerrt wird. If an accelerated mass strikes the outside 02 or 03 so that the tensile strength of the plastic matrix 05 is exceeded, the knitted fabric 04 can prevent the backrest covering 01 from tearing open. The accelerated mass is intercepted in the knitted fabric 04 as in a net, the net structure of the knitted fabric 04 being correspondingly distorted.

Claims (18)

1. Flächiges, insbesondere plattenförmiges, Bauteil (01) aus Kunststoff mit einer Ausdehnung in X- und Y-Richtung, insbesondere Lehnenverkleidung eines gepolsterten Kraftfahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kunststoff (05) ein Gestricke (04) mit von Schlingen gebildeten Maschen (09, 10) eingebettet ist, das sich zwischen den Außenseiten (02, 03) des Bauteils (01) zumindest abschnittsweise entlang der Bauteilwandung in X- und Y-Richtung erstreckt. 1. Flat, in particular plate-shaped, component ( 01 ) made of plastic with an expansion in the X and Y directions, in particular the backrest cladding of an upholstered motor vehicle seat, characterized in that in the plastic ( 05 ) a knitted fabric ( 04 ) with loops formed by loops ( 09 , 10 ) is embedded, which extends between the outer sides ( 02 , 03 ) of the component ( 01 ) at least in sections along the component wall in the X and Y directions. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (04) aus Draht, Fäden, Fasern oder Kombinationen dieser Materialien hergestellt ist. 2. Component according to claim 1, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) is made of wire, threads, fibers or combinations of these materials. 3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Draht, Fäden oder Fasern eine Ummantelung vorgesehen ist. 3. Component according to claim 2, characterized, that a sheathing is provided on the wire, threads or fibers. 4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke zumindest teilweise aus Kunststoffmonofilen, insbesondere aus PP, PE, PTFE, ETFE, PVC, PVDF oder PES, hergestellt ist. 4. Component according to one of claims 1 to 3, characterized, that the knitted fabric is at least partially made of plastic monofilaments, in particular from PP, PE, PTFE, ETFE, PVC, PVDF or PES, is made. 5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke zumindest teilweise aus Faserprodukten, insbesondere Glasfasern, Glasstapelfasern, Glasvliesfaser, PP-Fasern, Aramidfasern, Kevlarfasern oder PES-Fasern, hergestellt ist. 5. Component according to one of claims 1 to 4, characterized, that the knitted fabric is at least partially made of fiber products, in particular glass fibers, glass staple fibers, glass fleece fibers, PP fibers, Aramid fibers, Kevlar fibers or PES fibers, is produced. 6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (04) zumindest teilweise aus Metalldraht (13), insbesondere aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Kupferlegierungen, Messing, Nickel, Nickellegierungen oder Titan, hergestellt ist. 6. Component according to one of claims 1 to 5, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) is at least partially made of metal wire ( 13 ), in particular steel, stainless steel, aluminum, copper, copper alloys, brass, nickel, nickel alloys or titanium , 7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht (13) einen Durchmesser von 0,05 mm bis 0,60 mm aufweist. 7. Component according to claim 6, characterized in that the metal wire ( 13 ) has a diameter of 0.05 mm to 0.60 mm. 8. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht mehrdrahtig ausgebildet ist. 8. Component according to claim 6 or 7, characterized, that the metal wire is multi-wire. 9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (04) eine Maschenteilung (11) von ungefähr 1 mm bis 30 mm aufweist. 9. Component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) has a mesh pitch ( 11 ) of approximately 1 mm to 30 mm. 10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (04) eine Maschenlänge (12) von ungefähr 1 mm bis 15 mm aufweist. 10. Component according to one of claims 1 to 9, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) has a mesh length ( 12 ) of approximately 1 mm to 15 mm. 11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Bauteils (01) ein schäumbarer Kunststoff (05), insbesondere eine Polyurethanhartschaum, verwendet wird. 11. Component according to one of claims 1 to 10, characterized in that a foamable plastic ( 05 ), in particular a rigid polyurethane foam, is used to produce the component ( 01 ). 12. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Gestricke (04) weitere Verstärkungsfasern (08), insbesondere durchschäumbare Fasermatten (06, 07), in den Kunststoff (05) eingebettet sind. 12. Component according to one of claims 1 to 11, characterized in that in addition to the knitted fabric ( 04 ) further reinforcing fibers ( 08 ), in particular foamable fiber mats ( 06 , 07 ), are embedded in the plastic ( 05 ). 13. Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Gestricke (04) im wesentlichen entlang der neutralen Faser des Bauteils (01) erstreckt und zumindest eine Fasermatte (06, 07) beabstandet zur neutralen Faser im Kunststoff (05) angeordnet ist. 13. The component according to claim 12, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) extends substantially along the neutral fiber of the component ( 01 ) and at least one fiber mat ( 06 , 07 ) is arranged at a distance from the neutral fiber in the plastic ( 05 ). 14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestricke (04) ein bestimmte Ausdehnung in Z-Richtung aufweist. 14. Component according to one of claims 1 to 13, characterized in that the knitted fabric ( 04 ) has a certain extent in the Z direction. 15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Gestricke eine Tragstruktur, insbesondere ein Rohrrahmen, in den Kunststoff eingebettet ist. 15. Component according to one of claims 1 to 14, characterized, that in addition to the knitted fabric, a supporting structure, in particular a Tubular frame in which plastic is embedded. 16. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass
in das Formnest einer Form ein Gestricke (04) eingelegt wird,
in das Formnest der Form eine schäumbare Kunststoffmasse (05), insbesondere eine Polyurethanmasse, eingegeben wird,
das Gestricke (04) durch aufschäumen der Kunststoffmasse (05) durchschäumt wird,
das Bauteil (01) nach ausreichender Aushärtung der Kunststoffmasse (05) aus der Form entformt wird.
16. A method for producing a component according to one of claims 1 to 15, characterized in that
that
a knitted fabric ( 04 ) is inserted into the mold cavity of a mold,
a foamable plastic mass ( 05 ), in particular a polyurethane mass, is introduced into the mold cavity,
the knitted fabric ( 04 ) is foamed through by foaming the plastic mass ( 05 ),
the component ( 01 ) is removed from the mold after the plastic compound ( 05 ) has hardened sufficiently.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Gestricke (04) zumindest eine weiter Fasermatte (06, 07) in das Formnest der Form eingelegt und anschließend unter Bildung des Bauteils (01) durchschäumt wird. 17. The method according to claim 15, characterized in that together with the knitted fabric ( 04 ) at least one further fiber mat ( 06 , 07 ) is inserted into the mold cavity of the mold and is then foamed to form the component ( 01 ). 18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit dem Gestricke eine Tragstruktur, insbesondere ein Rohrrahmen, in das Formnest der Form eingelegt und anschließend unter Bildung des Bauteils umschäumt wird. 18. The method according to claim 15 or 16, characterized, that together with the knitted fabric a supporting structure, in particular a Pipe frame, inserted into the mold cavity and then is foamed to form the component.
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