汽車內(nèi)飾的制造工藝及應用分析

1、汽車內(nèi)飾的制造工藝及應用分析來源：弗戈工業(yè)在線發(fā)布時間：2012-08-09 分享到:新浪微博 騰訊微博 豆瓣網(wǎng) 開心網(wǎng) 搜狐微博 網(wǎng)易微博 著汽車技術的快速發(fā)展，大量的新技術、新材料和新工藝在汽車上得到廣泛應用，使得汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性、排放性及舒適性都有了極大的提高。同時，由于汽車在普通家庭的逐漸普及，用戶對汽車的整體質(zhì)量，尤其是對汽車內(nèi)飾的精致性、舒適性和豪華性要求越來越高。而滿足用戶對汽車內(nèi)飾的要求，更離不開汽車內(nèi)飾的各種制造工藝。為此，本文主要針對當前汽車內(nèi)飾的主流制造工藝及應用情況進行了介紹。搪塑成型搪塑成型，又稱旋轉(zhuǎn)成型，主要用于制作軟質(zhì)儀表板和門護板的表皮。該技術早在2

2、0世紀60年代起源于日本，在80年代末開始引入歐洲并得到迅速推廣，而在國內(nèi)則是在21世紀初才開始引進的，最初只在少數(shù)合資企業(yè)中得到應用，直到近幾年才在國內(nèi)的自主品牌中開始逐步應用。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?，使之按設定的程序進行旋轉(zhuǎn)。當粉料熔化并粘附于模具表面達到一定厚度后，脫開粉箱；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的原材料來源廣泛，價格便宜，且已經(jīng)應用多年，有著豐富的設計和生產(chǎn)經(jīng)驗，目前主要被大多

3、數(shù)中、低檔汽車所采用。TPU是21世紀初新興的一種原材料，相對于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)在國外一些中、高檔車型中開始應用。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)品設計上，可以設計出比較復雜的型面特征，外觀R角可以做到1mm，甚至是一定的負角，從而加大了產(chǎn)品造型設計的自由度。據(jù)介紹，由該技術制得的產(chǎn)品有良好的彈性和低收縮率，而且材料的成本相對較低。但同時，搪塑成型也存在一定的缺點：模具的投資成本大，且壽命短（一般模具的質(zhì)量保證只有23萬次表皮壽命）；設備的投資成本大；

4、需要不斷清理模具，導致輔助工時較長。在實際的生產(chǎn)過程中，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，而后再噴涂模內(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（可通過噴涂機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。相對搪塑工藝而言，PU噴涂工藝擁有許多優(yōu)點，比如：可實現(xiàn)雙色儀表板表面，使得造型設計更靈活；設備也相對簡單，可大大降低能耗，尤其是近幾年PU粉狀原材料的降價，使得利

5、于回收的PU表皮的價格有可能與傳統(tǒng)PVC表皮競爭。表2為搪塑表皮與PU噴涂表皮兩種工藝的對比。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)印（IMD）模內(nèi)轉(zhuǎn)印是指將事先設計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，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)品長時間使用后也不會有任何損傷。模內(nèi)嵌膜（INS）模內(nèi)嵌膜是將膜片預先在成型模具中通過高壓吸附形成產(chǎn)品外表面的形狀，再經(jīng)過裁邊后放到產(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。相對于IMD工藝，INS工藝最大的優(yōu)勢在于，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上使用。圖8為兩種工藝所能達到的不同表面效果對比。模內(nèi)轉(zhuǎn)印及模內(nèi)嵌膜技術的出現(xiàn)是汽車內(nèi)、外飾顏色紋理設計方面的一個飛躍，它們完全突破了以往傳統(tǒng)水轉(zhuǎn)印工藝對產(chǎn)品顏色紋理的限制，只需要切換不同的膜片，就可以實現(xiàn)產(chǎn)品表面不同顏色紋理的搭配，滿足不同客戶群體的個性化需求。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有進行國產(chǎn)化，而國內(nèi)主要有德國庫爾茲、日本日寫及韓國LG等幾家公司通過進口代理的方式在國內(nèi)銷售。盡管如此，兩種工藝在汽車零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)以及應用已經(jīng)逐漸在國內(nèi)主流車型中得到普及。水輔注塑水輔注塑(WI

8、T或WAIM）于21世紀初起源于德國，并逐漸在世界范圍內(nèi)得到逐步運用。它是一種在氣輔注塑（GIT）基礎上發(fā)展起來的新型注塑技術，基本原理為：聚合物熔體注入模具型腔中；將水導入熔體中，水沿著阻力最小的方向流向制件的低壓區(qū)域；當流水在制件中流動時，它通過置換物料而掏空厚壁截面，形成中空制件，而被置換出來的物料則用于填充制件的其余部分；當填充過程完成后，由水繼續(xù)提供保壓壓力，解決制件在冷卻過程中的體積收縮問題；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，由于水的導熱率為N2的40倍，除了普通的冷卻模具外，注水會引起塑件產(chǎn)品的內(nèi)部冷卻，因此與氣體相比，使用水后可將冷卻時間縮短達70%，而且產(chǎn)品達到脫模溫度的時間也要短得多。同時，水相對N2也要廉價很多。隨著技術的不斷成熟，水輔注塑的運用也將越來越廣泛。目前，已有多個在汽車門拉手中的成功應用案例。低壓注塑低壓注塑工藝是將表皮預先放到模具內(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：（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）由于沒有包覆工藝所必需的涂膠工序，低壓注塑工藝過程更為環(huán)保；（3）低壓雙層注塑零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可任意設計，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用于汽車門護板、立柱護板和包裹架護板等產(chǎn)品的生產(chǎn)。結(jié)