免噴涂技術(shù)在汽車領(lǐng)域的研究與應(yīng)用-保險(xiǎn)杠下護(hù)板免噴涂可行性分析

高劍波，李少偉

免噴涂技術(shù)在汽車領(lǐng)域的研究與應(yīng)用-保險(xiǎn)杠下護(hù)板免噴涂可行性分析

高劍波，李少偉

（諾博汽車系統(tǒng)有限公司，河北 保定 071000）

隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，各大車企競爭日趨激烈。新材料、新技術(shù)的應(yīng)用為零部件的開發(fā)提供了新的思路。汽車內(nèi)外飾產(chǎn)品通常采用油漆噴涂工藝，不僅工序繁雜，對環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染。免噴涂材料是在塑料材料中添加金屬粉，直接注塑成型呈現(xiàn)噴涂效果的材料。免噴涂技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上簡化了汽車內(nèi)外飾件的成型條件，提升了產(chǎn)品競爭力，有益于中國汽車塑料的發(fā)展。

汽車內(nèi)外飾；免噴涂技術(shù)；塑料

前言

隨著工程塑料技術(shù)的提升，免噴涂材料因其獨(dú)特優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于日用品包裝如化妝品外殼和瓶蓋、家用電器如洗衣機(jī)和冰箱、汽車內(nèi)外飾如立柱和保險(xiǎn)杠下飾板等各大領(lǐng)域。由于少了“噴漆”這一環(huán)節(jié)，免噴涂材料更環(huán)保、成本更低。免噴涂材料既能滿足環(huán)保法規(guī)、保護(hù)人體健康，又能為企業(yè)節(jié)省成本，無形中免去了很多麻煩。各大車企紛紛加入免噴涂技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

1 免噴涂材料介紹

免噴涂塑料是指在塑料原料中加入特殊的珠光粉或顏料等，通過設(shè)計(jì)配方、技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)出的塑料顆粒，可直接注塑成型，滿足各種珠光、炫彩、毛絨、金屬的外觀效果，通過這種技術(shù)創(chuàng)新改革，可為客戶提供定制化的外觀設(shè)計(jì)，使最終客戶得到外觀絢麗、安全環(huán)保的產(chǎn)品。

1.1 免噴涂材料分類

1.1.1 按基材分類及特點(diǎn)

表1

圖1

1.1.2 按表面效果分類

按表面效果分類可分為炫彩系列、珠光系列、鋼琴黑系列、金屬色系列、特殊紋理系列。

圖2

1.2 免噴涂材料的優(yōu)勢

對比傳統(tǒng)噴涂工藝，免噴涂技術(shù)具備成本低、環(huán)保、生產(chǎn)工藝簡便、成品率高等優(yōu)勢。

成本低：汽車行業(yè)競爭日益加劇，成本壓力給各大車企提出了新的挑戰(zhàn)。雖然免噴涂材料比一般材料貴15%左右，但汽車企業(yè)如果使用免噴涂工藝取代噴涂工藝，單件產(chǎn)品可降低20%-30%。另外，隨著免噴涂材料的大規(guī)模使用，材料的回收再利用會使其優(yōu)勢更為明顯。

環(huán)保：汽車內(nèi)外飾塑料件表面通常需噴漆后處理，油漆及噴漆過程中產(chǎn)生的有害氣體會對人及環(huán)境帶來不可預(yù)估的危害。而免噴涂塑料制品則無需后期修飾即可呈現(xiàn)特殊的珠光、金屬光澤及絢麗的理想外觀。其可回收性進(jìn)一步促進(jìn)環(huán)保戰(zhàn)略的有限實(shí)施。

生產(chǎn)工藝簡便；可直接通過注塑，實(shí)現(xiàn)特殊珠光、金屬光澤、閃耀、絢麗的外觀，不需進(jìn)行表面裝飾。

成品率高；在一些氣候環(huán)境影響下，有些噴漆塑料的合格率極為低下，使用免噴涂塑料，成品率可提高40%左右。

2 保險(xiǎn)杠下護(hù)板免噴涂可行性分析

伴隨著免噴涂材料優(yōu)勢的凸顯，汽車領(lǐng)域越來越多的部件已采用或可以采用免噴涂技術(shù)，包括副儀表板控制面板、車門把手、顯示器外框、格柵類、保險(xiǎn)杠下護(hù)板、門外裝飾板、門窗框裝飾板等。

圖3

2.1 方案概述

如圖3所示，某車型前保險(xiǎn)杠下護(hù)板主要為裝飾作用，外露面約為1/4，顏色為匹薩灰，免噴涂材料從顏色方面可滿足外觀要求。

2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可行性分析

由于免噴涂塑料中需添加圓餅狀鋁粉等一些其它物質(zhì)，在注塑填充過程中遇到阻礙會造成鋁粉排布不均勻，在光的照射后形成光散射，在視覺上形成差異，形成流痕。流痕會對產(chǎn)品的精致感知造成嚴(yán)重影響，所以在注塑成型過程中保證填充的穩(wěn)定至關(guān)重要，產(chǎn)品背部卡子、狗窩、筋位等都會對料的流動造成影響。通過對卡子，狗窩結(jié)構(gòu)重新排布，保證裝配情況下去除兩個狗窩結(jié)構(gòu)，流痕問題消。

圖4

2.3 材料選擇

保險(xiǎn)杠下護(hù)板主要起裝飾與防護(hù)作用，因?yàn)閷τ昧系念伾?、耐候性、耐刮擦性提出了較高要求。PP材料中加入一定比例的鋁粉，可滿足上述要求，因此選用PP料。

2.4 成型條件選擇

2.4.1 工藝

噴涂工藝可以有效覆蓋基材上注塑產(chǎn)生的熔接線、亮印等缺陷。采用免噴涂工藝后，缺陷無法覆蓋，因此對注塑面品提出了更高要求。通過調(diào)整注射位置，可以改變?nèi)劢泳€位置使其不外漏，提升加工溫度、提高模溫，優(yōu)化急冷急熱工藝，可以優(yōu)化熔接線程度。

2.4.2 模具

保險(xiǎn)桿下護(hù)板對光澤度具有一定要求，單純從原材料上進(jìn)行優(yōu)化無法滿足其光澤度要求。對下護(hù)板模具進(jìn)行鏡面拋光處理，產(chǎn)品光澤度可滿足要求。

圖5

2.5 常見問題分析及對策

表1

3 免噴涂產(chǎn)品的正向開發(fā)與后期開展

免噴涂產(chǎn)品正向開發(fā)需要關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇、工藝選擇及材料選擇等五大因素。其中模具澆口位置、表面處理放置直接決定產(chǎn)品熔接線位置和光澤度；產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，孔、BOSS柱、加強(qiáng)筋等背部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接決定產(chǎn)品是否出現(xiàn)流痕現(xiàn)象。五大因素中產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)直接決定是否可采用免噴涂技術(shù)。

圖6

產(chǎn)品的后期開展與前期開發(fā)關(guān)注點(diǎn)類似，不同點(diǎn)在于需要選擇合適產(chǎn)品，然后在依據(jù)產(chǎn)品整改實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，流程基本如下：

圖7

4 結(jié)論

免噴涂材料憑借其成本低、環(huán)保、工藝簡單、合格率高的優(yōu)勢對傳統(tǒng)噴涂行業(yè)造成了強(qiáng)烈沖擊，伴隨著汽車行業(yè)的競爭日益劇烈，各大車企必然紛紛加入免噴涂技術(shù)的研究與應(yīng)用。

[1] 袁海兵.鋁顏料在免噴涂聚丙烯復(fù)合材料中的應(yīng)用研究[J].廣東化工,2013.10（40）;38-39.

[2] 張友根.全套方案實(shí)現(xiàn)汽車塑料件綠色化的研究[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2013（25）;58-60.

Research and Application of Speay Free Technology in Field

Gao Jianbo, Li Shaowei

( Nobo Automotive System Co. Ltd., Hebei Baoding 071000 )

With the continuous development of the automobile industry, competition among big car companies is becoming increasingly fierce. The application of new materials and technologies provides new ideas for the development of components. Automobile interior and exterior decoration products usually use paint spraying process, not only the complex process, but also caused serious pollution to the environment.Spray-free material is a material that adds metal powder to plastic material and directly injection molding to present spraying effect. The application of spray-free technology simplifies the forming conditions of automotive interior and exterior accessories to a certain extent, improves the competitiveness of products, and is beneficial to the development of automotive plastics in China.

Automobile interior and exterior decoration; Spray free technology; Plastic

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高劍波，就職于諾博汽車系統(tǒng)有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.061

CLC NO.:U445.58