汽車內(nèi)飾件成型工藝研究

葛孝華

摘要：汽車工業(yè)已經(jīng)成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)保障的基礎(chǔ)性行業(yè)之一。是提升GDP促進(jìn)綜合國(guó)力發(fā)展的綜合保障之一。隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外汽車公司都在逐漸關(guān)注室內(nèi)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與人機(jī)協(xié)同性。隨著不同品牌汽車整體質(zhì)量差距的縮小，汽車內(nèi)飾將成為競(jìng)爭(zhēng)的新戰(zhàn)場(chǎng)。本文基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，本著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則，針對(duì)當(dāng)前我國(guó)汽車行業(yè)內(nèi)飾件接縫大，做工粗糙等問題展開行業(yè)性技術(shù)分析。深入探討汽車內(nèi)飾件成型工藝發(fā)展與運(yùn)用，為同行提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：汽車；內(nèi)飾；壓制；成型

1引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外汽車公司都在逐漸關(guān)注室內(nèi)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與人機(jī)協(xié)同性。隨著不同品牌汽車整體質(zhì)量差距的縮小，汽車內(nèi)飾將成為競(jìng)爭(zhēng)的新戰(zhàn)場(chǎng)。作為特定的用戶，他們接觸到的汽車內(nèi)部比汽車的形狀多得多。因此，室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)的質(zhì)量（包括造型設(shè)計(jì)、材料舒適度、布局是否符合使用習(xí)慣等）直接影響著用戶對(duì)汽車使用的便利性、舒適性、滿意度甚至情緒，影響著汽車產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。從這個(gè)意義上說，汽車室內(nèi)設(shè)計(jì)尤為重要。本文基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，本著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則，針對(duì)當(dāng)前我國(guó)汽車行業(yè)內(nèi)飾件接縫大，做工粗糙等問題展開行業(yè)性技術(shù)分析。深入探討汽車內(nèi)飾件成型工藝發(fā)展與運(yùn)用，為同行提供建設(shè)性意見。

2壓制成型的原理

熱固性塑料原料主要由合成樹脂、填料、固化劑、固化促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、色料等組成，可制成片狀、粉狀、粒狀、碎屑狀、纖維狀等狀態(tài)。先將模具材料預(yù)熱，然后直接加入模具型腔預(yù)熱到一定溫度，然后以一定速度關(guān)閉模具。塑料在溫度和壓力下處于熔融狀態(tài)，迅速填充腔體。此時(shí)，塑料聚合物結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄?、不熔化硬化成型的塑料零件，最終出模。壓縮成型也可以成型熱塑性零件。在模腔中加入熱塑性塑料后，逐漸加熱加壓，使其變?yōu)檎承粤鲬B(tài)，填滿整個(gè)模腔。然后降低模具溫度，使工件凝固并將其推出。由于模具需要交替加熱和冷卻，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低。

3汽車內(nèi)飾件的壓制工藝

3.1加料

在模具型腔中加入預(yù)加熱和定量成型材料是汽車內(nèi)飾件成型的重要組成部分。進(jìn)給量是否準(zhǔn)確直接影響零件的密度和尺寸精度。因此，必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)中的投料數(shù)量。與復(fù)雜模具型腔的形狀或成型面積大，除了控制進(jìn)食的數(shù)量，材料的體積應(yīng)存放合理根據(jù)材料在模具型腔的流動(dòng)和材料的數(shù)量在每個(gè)模腔的一部分，以避免當(dāng)?shù)孛芏炔蛔慊虿牧隙倘辈糠?。送料結(jié)束后，上模接觸物料前應(yīng)盡量加快關(guān)閉速度，接觸物料后應(yīng)減慢速度。這樣可以相對(duì)縮短沖壓周期，使空氣順利排出，避免了材料從模具中取出時(shí)物料短缺的問題。關(guān)閉時(shí)間一般在幾秒到幾十秒之間。

3.2排氣

汽車內(nèi)飾受壓時(shí)，模壓材料會(huì)釋放出大量的水蒸氣、低分子揮發(fā)性氣體、交聯(lián)反應(yīng)和體積收縮氣體。如果這些氣體不能完全排出，除了影響壓實(shí)過程中材料的傳熱，延長(zhǎng)工件的固化時(shí)間外，工件表面容易出現(xiàn)燃燒、燃燒、氣泡和分層，表面光澤度不好。為了充分排氣模腔內(nèi)的氣體，必須在模具中設(shè)計(jì)一個(gè)合理的排氣結(jié)構(gòu)。但有時(shí)單靠排氣結(jié)構(gòu)仍不理想，所以在成型過程中需要將壓力卸壓在壓力機(jī)上，使正在關(guān)閉的模腔暫時(shí)釋放排氣。在材料進(jìn)入熔融狀態(tài)后，應(yīng)盡快排氣。壓力排放的運(yùn)行和排氣時(shí)間取決于實(shí)際生產(chǎn)情況。

3.3交聯(lián)固化

熱固性塑料在壓制過程中，通過交聯(lián)反應(yīng)固化。硬化程度與塑料品種、模具溫度、成型壓力有關(guān)。當(dāng)這些因素確定時(shí)，硬化的程度主要取決于硬化的時(shí)間。在短時(shí)間內(nèi)，工件的機(jī)械強(qiáng)度、蠕變阻力、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣絕緣性能下降、熱膨脹、收縮后增加，有時(shí)出現(xiàn)裂紋。隨著時(shí)間的推移，塑料零件的機(jī)械強(qiáng)度不高，易碎，變色，表面出現(xiàn)密集的水泡。硬化時(shí)間一般在30到幾分鐘之間。

4壓制成型的特點(diǎn)

壓制成型與其他熱固性塑料成型方法相比，壓模成型具有設(shè)備價(jià)格低、機(jī)械化程度高、自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。適用于流動(dòng)性差的塑料制品，易成型，精度高，表面光滑，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。由于沒有澆注系統(tǒng)，原材料的損壞較小。當(dāng)廢物不能回收利用時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。成型所需的壓力比其他成型方法要低得多。相同噸位的壓力機(jī)可以生產(chǎn)更大的投影面積的產(chǎn)品。另外，沖壓成型還有其他優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)：壁厚件、孔深形狀復(fù)雜的沖壓成型比較困難。同時(shí)，它通常有較厚的法蘭，和不同的法蘭厚度。這導(dǎo)致了大量的后處理工作，相應(yīng)地增加了塑料零件的成本。與注塑相比，技術(shù)要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度高，尤其是移動(dòng)成型。壓模應(yīng)承受高溫高壓的共同作用。同時(shí)，模具運(yùn)行過程中沖擊振動(dòng)大，易磨損變形，使用壽命短。

5汽車塑料內(nèi)飾件壓制成型運(yùn)用

一個(gè)好的室內(nèi)設(shè)計(jì)必須滿足三個(gè)方面的要求：第一，功能：設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)該為用戶提供良好的服務(wù)，讓客戶在使用時(shí)更加方便舒適。其次，藝術(shù)性：室內(nèi)裝飾滿足功能性的要求，這只是一個(gè)基本要求。隨著人們審美藝術(shù)的提高，對(duì)室內(nèi)裝飾的藝術(shù)要求越來越高，設(shè)計(jì)師也是如此。最后，經(jīng)濟(jì)性：作為一名優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師，產(chǎn)品應(yīng)該滿足用戶的需求，同時(shí)產(chǎn)品應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)上為用戶所接受（即價(jià)值工程）。

5.1樹脂傳遞模塑

RTM是在一定壓力下，通過注入預(yù)制增強(qiáng)材料的封閉腔內(nèi)，固化形成基體樹脂環(huán)飽和聚醋、乙烯醋或環(huán)氧樹脂的工藝過程。RTM可運(yùn)用在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型零件生產(chǎn)中，其具備生產(chǎn)效率高，投資小等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前在汽車行業(yè)主要供給車身板、車頂、箱體、地板、排氣管等大型覆蓋件的成型需求。

5.2注射膨脹成型（IEM）

該項(xiàng)工藝較為成熟，第一次注射填充一定量的樹脂形成壁厚的早期擴(kuò)張之前，然后部分或全部模具，由于回彈特性樹脂體積的增加樹脂（樹脂內(nèi)形成一些小缺口，因此可以得到低密度、高硬度和良好的絕緣部分），普通低壓空氣以提高表面平滑度和冷卻速度。IEM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車儀表盤等內(nèi)部配件、家具和船舶的生產(chǎn)。

5.3氣體輔助注射成型（GIAM）

在此項(xiàng)工藝運(yùn)用過程中，熔融樹脂（腔體體積的80%）通過噴嘴通過澆口注入模腔，在一定壓力下通過噴嘴或模具腔體上的特殊空氣噴嘴注入惰性氣體。采用該工藝可形成大尺寸、大壁厚差的產(chǎn)品，大大提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和表面光潔度。最大程度降低內(nèi)應(yīng)力和生產(chǎn)成本。廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)汽車儀表板、車窗滑槽、甚至保險(xiǎn)杠等生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。

5.4纖維注塑技術(shù)

纖維增強(qiáng)塑料利用纖維的高強(qiáng)度和高剛度來提高塑料的力學(xué)性能。發(fā)展長(zhǎng)纖維注塑技術(shù)的目的是為了取代GMT（玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性塑料）技術(shù)。該技術(shù)已被用于塑造汽車結(jié)構(gòu)件，如地板覆蓋物和發(fā)動(dòng)機(jī)罩。在長(zhǎng)纖維注射成型過程中，防止纖維損傷和均勻分布是關(guān)鍵。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性比短纖維的使用有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：只要在纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維添加量的增加產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度和剛度均勻提高同時(shí)，當(dāng)有重大影響的產(chǎn)品，不是脆性破壞，只是延性破壞，可以應(yīng)用于高剛度，高沖擊強(qiáng)度的產(chǎn)品和大型結(jié)構(gòu)產(chǎn)品；優(yōu)異的長(zhǎng)期抗蠕變性能；在高溫下，線性膨脹系數(shù)很小。

6結(jié)語(yǔ)

目前汽車內(nèi)飾護(hù)板“覆面料低壓注射一體成型”技術(shù)，主要應(yīng)用在德、日系等中高端車型。在提高塑件工作效率、工藝成本節(jié)約的同時(shí)，因其塑件優(yōu)美的外觀棱線體現(xiàn)和高的環(huán)保性能，為整車精致感知提升具有重要的指導(dǎo)意義。但未來隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的發(fā)展，汽車內(nèi)飾件成型工藝將會(huì)伴隨著“材料革命”進(jìn)行翻天覆地的變化。以抗菌納米材料、高柔吸熱材料為代表的一系列功能性材料將會(huì)融入汽車工業(yè)中。

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