汽車(chē)內(nèi)飾的制造工藝及應(yīng)用分析

1、汽車(chē)內(nèi)飾的制造工藝及應(yīng)用分析來(lái)源：弗戈工業(yè)在線(xiàn)發(fā)布時(shí)間：2012-08-09 分享到:新浪微博 騰訊微博 豆瓣網(wǎng) 開(kāi)心網(wǎng) 搜狐微博 網(wǎng)易微博 著汽車(chē)技術(shù)的快速發(fā)展，大量的新技術(shù)、新材料和新工藝在汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用，使得汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、排放性及舒適性都有了極大的提高。同時(shí)，由于汽車(chē)在普通家庭的逐漸普及，用戶(hù)對(duì)汽車(chē)的整體質(zhì)量，尤其是對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾的精致性、舒適性和豪華性要求越來(lái)越高。而滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾的要求，更離不開(kāi)汽車(chē)內(nèi)飾的各種制造工藝。為此，本文主要針對(duì)當(dāng)前汽車(chē)內(nèi)飾的主流制造工藝及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。搪塑成型搪塑成型，又稱(chēng)旋轉(zhuǎn)成型，主要用于制作軟質(zhì)儀表板和門(mén)護(hù)板的表皮。該技術(shù)早在2

2、0世紀(jì)60年代起源于日本，在80年代末開(kāi)始引入歐洲并得到迅速推廣，而在國(guó)內(nèi)則是在21世紀(jì)初才開(kāi)始引進(jìn)的，最初只在少數(shù)合資企業(yè)中得到應(yīng)用，直到近幾年才在國(guó)內(nèi)的自主品牌中開(kāi)始逐步應(yīng)用。搪塑成型的主要原理是：先將帶有表面花紋的搪塑模具加熱到搪塑表皮的成型溫度，然后將粉箱與搪塑?？酆?，使之按設(shè)定的程序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)粉料熔化并粘附于模具表面達(dá)到一定厚度后，脫開(kāi)粉箱；接著，繼續(xù)加熱模具的外表面，使模具內(nèi)表面的搪塑表皮得以塑化燒結(jié)；最后，快速冷卻模具外表面，使表皮冷卻成型。目前，搪塑成型所用的原材料主要為PVC和TPU。PVC的原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，且已經(jīng)應(yīng)用多年，有著豐富的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，目前主要被大多

3、數(shù)中、低檔汽車(chē)所采用。TPU是21世紀(jì)初新興的一種原材料，相對(duì)于PVC其密度更小，且不含有毒、有害物質(zhì)，更加環(huán)保，目前已經(jīng)在國(guó)外一些中、高檔車(chē)型中開(kāi)始應(yīng)用。圖1為搪塑成型的主要制作工藝流程。由于搪塑表皮的表面花紋是在表皮成型過(guò)程中形成的，因此表皮的花紋不僅清晰、美觀，而且一致性非常好。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，可以設(shè)計(jì)出比較復(fù)雜的型面特征，外觀R角可以做到1mm，甚至是一定的負(fù)角，從而加大了產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的自由度。據(jù)介紹，由該技術(shù)制得的產(chǎn)品有良好的彈性和低收縮率，而且材料的成本相對(duì)較低。但同時(shí)，搪塑成型也存在一定的缺點(diǎn)：模具的投資成本大，且壽命短（一般模具的質(zhì)量保證只有23萬(wàn)次表皮壽命）；設(shè)備的投資成本大；

4、需要不斷清理模具，導(dǎo)致輔助工時(shí)較長(zhǎng)。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，PVC搪塑表皮還存在表1所示的工藝缺陷。PU（聚氨酯）噴涂PU噴涂工藝是近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的表皮成型工藝，其成型原理為：先在表皮成型模表面噴上脫模劑，而后再?lài)娡磕?nèi)漆（可根據(jù)產(chǎn)品需要噴涂不同顏色的模內(nèi)漆），隨后噴涂液態(tài)的PU原料（可通過(guò)噴涂機(jī)械手控制表皮的厚度），最后冷卻起模。根據(jù)原料配方的不同，熟化時(shí)間為40180s。圖2為制作PU噴涂表皮的儀表板的主要制作工藝流程。相對(duì)搪塑工藝而言，PU噴涂工藝擁有許多優(yōu)點(diǎn)，比如：可實(shí)現(xiàn)雙色儀表板表面，使得造型設(shè)計(jì)更靈活；設(shè)備也相對(duì)簡(jiǎn)單，可大大降低能耗，尤其是近幾年P(guān)U粉狀原材料的降價(jià)，使得利

5、于回收的PU表皮的價(jià)格有可能與傳統(tǒng)PVC表皮競(jìng)爭(zhēng)。表2為搪塑表皮與PU噴涂表皮兩種工藝的對(duì)比。值得一提的是，上述搪塑和PU噴涂工藝為軟質(zhì)儀表板表皮的主要制作工藝，其他工藝還包含注塑、發(fā)泡和銑削等工藝。圖3所示為軟質(zhì)儀表板的制作工藝流程。模內(nèi)轉(zhuǎn)?。↖MD）模內(nèi)轉(zhuǎn)印是指將事先設(shè)計(jì)有不同花紋的膜片在合模前吸附到注塑模具的型腔表面，再將熔融狀態(tài)的塑膠（一般為PC+ABS）注射到模具內(nèi)，從而使膜片與塑膠融合為一體。圖4所示為膜內(nèi)轉(zhuǎn)印的制作工藝流程。膜片的厚度一般為0.5mm，其組成結(jié)構(gòu)如圖5所示。膜片上的圖案可以做成木紋、金屬拉絲、鋁質(zhì)、碳纖維、高亮和亞光等各種不同效果。由于其上有PET層保護(hù)，膜片具有

6、很好的耐刮擦性和耐腐蝕特性，而且其圖案在產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間使用后也不會(huì)有任何損傷。模內(nèi)嵌膜（INS）模內(nèi)嵌膜是將膜片預(yù)先在成型模具中通過(guò)高壓吸附形成產(chǎn)品外表面的形狀，再經(jīng)過(guò)裁邊后放到產(chǎn)品的注塑模具中，然后與熔融狀態(tài)的塑膠一起注塑成型。具體的制作工藝流程如圖6所示。模內(nèi)嵌膜所用的膜片與模內(nèi)轉(zhuǎn)印有所不同的是，其表面不是PET而是PMMA薄膜，整體厚度也是0.5mm，如圖7所示。相比PET膜層，PMMA薄膜具有更好的耐磨及耐候特性。相對(duì)于IMD工藝，INS工藝最大的優(yōu)勢(shì)在于，可以生成更大的表面拉伸裝飾。雖然增加了真空吸附和切割工裝，工序較為復(fù)雜，且單件的生產(chǎn)成本更高，但是INS工藝省掉了膜片傳送定位裝置，可

7、直接在普通的注塑機(jī)上使用。圖8為兩種工藝所能達(dá)到的不同表面效果對(duì)比。模內(nèi)轉(zhuǎn)印及模內(nèi)嵌膜技術(shù)的出現(xiàn)是汽車(chē)內(nèi)、外飾顏色紋理設(shè)計(jì)方面的一個(gè)飛躍，它們完全突破了以往傳統(tǒng)水轉(zhuǎn)印工藝對(duì)產(chǎn)品顏色紋理的限制，只需要切換不同的膜片，就可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品表面不同顏色紋理的搭配，滿(mǎn)足不同客戶(hù)群體的個(gè)性化需求。相比傳統(tǒng)工藝，它們還極大地提升了生產(chǎn)效率，且工藝過(guò)程更加環(huán)保，產(chǎn)品也具有更高的耐腐蝕特性。目前，兩種工藝所需的膜片還沒(méi)有進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化，而國(guó)內(nèi)主要有德國(guó)庫(kù)爾茲、日本日寫(xiě)及韓國(guó)LG等幾家公司通過(guò)進(jìn)口代理的方式在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售。盡管如此，兩種工藝在汽車(chē)零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)以及應(yīng)用已經(jīng)逐漸在國(guó)內(nèi)主流車(chē)型中得到普及。水輔注塑水輔注塑(WI

8、T或WAIM）于21世紀(jì)初起源于德國(guó)，并逐漸在世界范圍內(nèi)得到逐步運(yùn)用。它是一種在氣輔注塑（GIT）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型注塑技術(shù)，基本原理為：聚合物熔體注入模具型腔中；將水導(dǎo)入熔體中，水沿著阻力最小的方向流向制件的低壓區(qū)域；當(dāng)流水在制件中流動(dòng)時(shí)，它通過(guò)置換物料而掏空厚壁截面，形成中空制件，而被置換出來(lái)的物料則用于填充制件的其余部分；當(dāng)填充過(guò)程完成后，由水繼續(xù)提供保壓壓力，解決制件在冷卻過(guò)程中的體積收縮問(wèn)題；待模具冷卻后，排出水并取出制件。其制作工藝流程如圖9所示。與氣輔注塑相比，WAIM技術(shù)除了可以減小或者消除翹曲變形、避免縮痕、節(jié)約材料和降低制品的內(nèi)應(yīng)力之外，還可以用于生產(chǎn)那些壁厚更薄、更均勻

9、且內(nèi)表面更光滑的制品。另外，由于水的導(dǎo)熱率為N2的40倍，除了普通的冷卻模具外，注水會(huì)引起塑件產(chǎn)品的內(nèi)部冷卻，因此與氣體相比，使用水后可將冷卻時(shí)間縮短達(dá)70%，而且產(chǎn)品達(dá)到脫模溫度的時(shí)間也要短得多。同時(shí)，水相對(duì)N2也要廉價(jià)很多。隨著技術(shù)的不斷成熟，水輔注塑的運(yùn)用也將越來(lái)越廣泛。目前，已有多個(gè)在汽車(chē)門(mén)拉手中的成功應(yīng)用案例。低壓注塑低壓注塑工藝是將表皮預(yù)先放到模具內(nèi)，然后借助螺桿的推力，將已塑化好的的熔融狀態(tài)的塑膠注射入閉合的模腔內(nèi)，再經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過(guò)程，其制作流程如圖10所示。低壓注塑表皮所用的材料可以是布料，也可以是PVC面料。與傳統(tǒng)的包覆工藝相比，該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）低壓注塑是將表皮材料與塑料基材融為一體，不存在脫落的可能；（2）由于沒(méi)有包覆工藝所必需的涂膠工序，低壓注塑工藝過(guò)程更為環(huán)保；（3）低壓雙層注塑零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可任意設(shè)計(jì)，表面造型的自由度相比包覆工藝更大，并且造型特征更清晰、硬朗；（4）低壓注塑的生產(chǎn)效率更高。鑒于以上低壓注塑的特性，目前該工藝已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)門(mén)護(hù)板、立柱護(hù)板和包裹架護(hù)板等產(chǎn)品的生產(chǎn)。結(jié)