搪塑成型在汽車內(nèi)飾件中的應用及工藝林金初

1、 搪塑成型在汽車內(nèi)飾件中的應用及工藝分析林金初 上海海馬汽車研發(fā)有限公司【摘要】搪塑成型是目前汽車儀表板表皮、門飾板表皮成型的主要工藝之一。搪塑工藝是將粉末原料均勻撒布于加熱的模具表面，使其熔融并保持一定時間，得到模具形狀的表皮產(chǎn)品?！娟P鍵詞】 搪塑成型 汽車儀表板 PVC材料引言搪塑成型是目前汽車儀表板表皮、門飾板表皮成型的主要工藝之一。主要包括PVC搪塑和TPU搪塑。由于PVC搪塑表皮已經(jīng)應用多年，有著豐富的設計和生產(chǎn)經(jīng)驗，原材料來源廣泛，價格便宜。PVC搪塑表皮是目前最便宜的表皮，目前廣泛應有于中高檔車儀表板表皮成型。TPU搪塑是近年興起的一種新工藝，和PVC搪塑相比TPU密度更小而且不

2、含有害物質(zhì)，更加環(huán)保。與一般成型工藝相比，搪塑成型對其原材料搪塑粉在粉料流動性能、力學性能、熱穩(wěn)定性能以及熔融性能等方面都有嚴格要求。本文對搪塑成型的工藝與應用進行簡單的分析。1.搪塑成型工藝分析搪塑工藝是將粉末原料均勻撒布于加熱的模具表面，使其熔融并保持一定時間，使物理、化學雙重反應充分進行后冷卻定性，得到模具形狀的產(chǎn)品。不同的加熱方式對產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命等起決定作用，主要有風加熱、油加熱和砂加熱等方式。搪塑成型主要的生產(chǎn)流程包括將制表皮用的粉料與熱模接觸、融化、燒結(jié)，形成表皮；將模具冷卻，取出成形的表皮。如下圖一所示。搪塑工藝主要制造設備包括搪塑成型設備、發(fā)泡設備、成型模具、轉(zhuǎn)臺式注塑機、

3、修邊機等；圖一 主要的生產(chǎn)流程下面就搪塑成型設備基本原理、搪塑表皮的成型原理、搪塑成型的基本條件、搪塑材料做簡要的分析。1.1搪塑成型基本原理搪塑成型系統(tǒng)的主要構成有：導熱加溫和冷卻、導熱循環(huán)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)、粉箱、控制系統(tǒng)以及油熱模具等。如下圖二所示：圖二 全部設備流程導熱油的加熱可采用多種方式，常見的有天然氣、煤油或電加熱方式。冷卻一般采用工業(yè)冷卻水塔。通過采用導熱油對模具進行加熱和冷卻，可對模具溫度進行實時控制。加熱后的導熱油經(jīng)熱油循環(huán)系統(tǒng)輸送到模具內(nèi)，并經(jīng)模具循環(huán)回熱油罐。當模具溫度達到設定的操作溫度時（一般溫度范圍為200260），將模具與粉箱進行對接，由此開始進行搪塑工藝。為了使得搪

4、塑成型所得到的表皮更加均勻，需要在搪塑過程中不斷地旋轉(zhuǎn)模具，旋轉(zhuǎn)速度在020r/min內(nèi)可調(diào)。每個轉(zhuǎn)軸的大致節(jié)拍時間為6min/模產(chǎn)品（雙腔模情況下），這樣可以根據(jù)總生產(chǎn)量要求的不同，計算出整個生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)軸數(shù)量。由于每個轉(zhuǎn)軸的運行相對獨立，所以生產(chǎn)線的擴展非常方便。油熱搪塑對能源的消耗量相對較小，而且能量是可以回收的。由于模具的加熱和冷卻是通過熱油來進行的，因此影響模具壽命最主要的局部熱應力也相對較小，從而有效提高了模具的使用壽命。目前，油熱技術在歐洲和日本較為普遍，而其他地區(qū)的應用并不是很多，其主要原因是相關的技術不容易在市場中獲得。1.2粉末搪塑的材料分析與比較粉末搪塑的材料包括比較多，在

5、汽車內(nèi)飾常用的有（干燥混合）、（冷凍粉碎）、（冷凍粉碎）、（有機玻璃）等四種，其主要特征見表1-1。表1-1 各種搪塑材料的特征由上表格綜合比較得知，PVC 的總體性價比比較高，因此一般廠商在選擇搪塑材料時會第一選擇PVC作為首選材料。下面對搪塑PVC材料進行解析。PVC（聚氯乙烯）的性質(zhì)：polyvinyl chloride結(jié)構式CH2-CHCln-，由單體氯乙烯經(jīng)加聚反應生成的熱塑性線型樹脂。工業(yè)品為白色或淺黃色粉末。密度（20）1.40g/cm3，含氯量5658。低分子量的易溶于酮類，酯類和氯代烴類等溶劑。高分子量的難溶。聚氯乙烯樹脂經(jīng)加工成型就得到聚氯乙烯塑料。其單體成本低、生產(chǎn)工藝成

6、熟、易加工成型。耐酸堿性、耐磨性、電絕緣性好，不燃燒；但熱穩(wěn)定性和耐光性差。140分解放出氯化氫，在加工成型過程中，需加入穩(wěn)定劑。軟化溫度低，限在80以下使用。根據(jù)所加增塑劑的多少，可制得軟質(zhì)塑料和硬質(zhì)樹脂。軟質(zhì)塑料可用作電線電纜包皮和其它絕緣材料，可制成透明薄膜，用作雨衣、臺布、農(nóng)用育秧薄膜等；還用來制人造革、泡沫塑料和氯綸纖維。硬質(zhì)塑料可用于制板材、管道、貯槽、吸收塔等。聚氯乙烯經(jīng)懸浮法聚合可得粉末狀樹脂，若用乳液法聚合，可得糊狀樹脂。聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90的硫酸、濃度為60的硝酸和濃度20的氫氧化鈉）、機械強度及電絕緣性良好的優(yōu)點。但其

7、耐熱性較差，軟化點為80，于130開始分解變色，并析出HCI。搪塑PVC是一種合成材料，主要成分包括：PVC、可塑劑（酸酯等）、安定劑（Ba-Zn、Ca-Zn等）、安定助劑（EP油等）、滑材、離型劑（硬酯酸）、顏料等，其組成結(jié)構見下圖三：圖三 搪塑PVC材料結(jié)構示意圖 2、搪塑成型在汽車內(nèi)飾件中的應用該工藝主要用于高檔車儀表板等手感、視覺效果要求高的產(chǎn)品。主要應在在儀表板與門飾板上, 而儀表板與門飾板作為轎車內(nèi)飾風格的主要體現(xiàn).以此搪塑成型技術在這些產(chǎn)品上應用得非常廣泛.如一汽大眾奧迪A6儀表板、上海大眾的帕薩特儀表板、POLO、GL8等中高級轎車均已采用搪塑表皮的儀表板。隨著國內(nèi)的中高級車市的競爭將日趨激烈，從最初車型、款式、豪華性的比拼逐漸演變到個性化、安全性與環(huán)保性以及科技性的針鋒相對，中高級轎車將更美觀