(工藝技術(shù))淺談儀表板制造工藝

1、淺談儀表板制造工藝作者:浙江眾泰汽車技術(shù)中心王智儀表板簡稱TP（Instrumentpanel）是汽車內(nèi)飾的重要組成部分。由于具有得天獨(dú)厚的空間位置，使得儀表板成為諸多操作功能的載體：駕駛者不僅可通過儀表板了解車輛的基本行駛狀態(tài)，而且可對(duì)風(fēng)口、音響、空調(diào)和燈光等進(jìn)行控制，從而在確保安全的同時(shí)，享受到更多的駕乘樂趣。近年來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，更多的操作功能被集成到了儀表板中。顯然，為了確保所支撐的各種儀表和零件能夠在高速行駛及振動(dòng)狀態(tài)下正常工作，儀表板必須具有足夠的剛性，而為了減少發(fā)生意外時(shí)外力對(duì)正、副駕駛的沖擊，還要求儀表板具有良好的吸能性。與此同時(shí)，出于舒適和審美的要求，儀表板的手感、皮紋

2、、色澤和色調(diào)等也日益受到人們的重視?？傊鳛橐环N獨(dú)特的內(nèi)飾部件，儀表板集安全性、功能性、舒適性和裝飾性于一身，這些性能的好壞已成為評(píng)判整車等級(jí)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。一般，不同的車型所配備的儀表板等級(jí)是完全不同的。根據(jù)車型的配置要求，可選擇適合的儀表板生產(chǎn)工藝，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。儀表板種類及生產(chǎn)工藝目前，常使用的儀表板主要包括：硬質(zhì)儀表板、半硬質(zhì)儀表板、搪塑發(fā)泡儀表板、陰模成型儀表板和聚氨酯噴涂儀表板等幾種類型。不同的儀表板，其生產(chǎn)工藝也不盡相同。一般，硬質(zhì)儀表板（注塑件）的工藝流程為：注塑成型儀表板本體零件T焊接主要零件（如需要）T組裝相關(guān)零件；半硬質(zhì)儀表板（陽模吸塑件）的工藝流程為：注塑

3、/壓制儀表板骨架T吸塑成型表皮與骨架T切割孔和邊T組裝相關(guān)零件；搪塑發(fā)泡儀表板的工藝流程為：注塑成型儀表板骨架T真空成型/搪塑表皮T泡沫層的發(fā)泡處理T切割孔和邊T焊接主要零件（如需要）T裝配相關(guān)零件；陰模成型儀表板（陰模成型及表皮壓紋）的工藝流程為：注塑成型儀表板骨架T真空成型/吸塑表面壓紋T泡沫層的發(fā)泡T切割孔和邊T焊接主要零件（如需要）T組裝相關(guān)零件；聚氨酯噴涂儀表板的工藝流程為：注塑成型儀表板骨架TPU噴涂T發(fā)泡層發(fā)泡T切割孔和邊T焊接主要零件（如需要）T組裝相關(guān)零件。儀表板的注塑成型對(duì)于全塑的硬質(zhì)儀表板和發(fā)泡儀表板而言，其骨架的注塑成型一般需要使用鎖模力為20003000T的注塑機(jī)，骨

4、架材料可以采用PC/ABSSM觸PP+GF表1對(duì)這3種材料的成型性、成本和使用性能做了比較。表1注塑成型骨架材料的比較PC/ABSSMAPP+GF成型性中差差成本差好性能好好i攜羊或汁ft玉利工程無豪rvcicoer-fJI儀表板的注塑工藝可分為高壓注塑和低壓注塑兩種方式。高壓注塑的特點(diǎn)是：材料在經(jīng)螺桿加熱后被注入到閉模中成型。一般，經(jīng)高壓注塑成型的部件易出現(xiàn)縮印、變形和熔接痕等質(zhì)量問題，這通常是由加強(qiáng)筋和/或澆口位置設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的，此外，材料或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不合理也會(huì)對(duì)此有所影響。低壓注塑的主要特點(diǎn)是：經(jīng)螺桿加熱后的材料被注入到微閉合的模具中，模具在二次閉合后加壓，產(chǎn)品經(jīng)冷卻定型后，開模將其取出

5、。一般，低壓成型工藝主要用于生產(chǎn)表面有裝飾面料（織物或表皮）的產(chǎn)品，如A、B、C柱，門板上飾板以及儀表板上飾板等。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：成型效率高、產(chǎn)品變形小，面料與骨架之間不需要使用粘接劑。但其缺點(diǎn)是成本高，特別是相對(duì)于高壓注塑而言，模具工裝成本較高。此外，相對(duì)于二次復(fù)合工藝所使用的材料（即包覆成型）而言，工藝面料較昂貴。儀表板表皮的陽模吸塑成型陽模真空吸塑是生產(chǎn)儀表板表皮的一種工藝方法，其特點(diǎn)是：對(duì)表面帶有花紋的片材進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到拉伸成型溫度時(shí)，提升陽模，使加熱表皮與陽模之間形成真空腔。開啟陽模真空抽吸系統(tǒng)，使表皮緊貼在陽模的型腔表面上，冷卻后脫模。經(jīng)定型后的表皮即可轉(zhuǎn)入下一道的發(fā)泡成型工序中

6、。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：模具投資少且使用壽命長，生產(chǎn)效率高，設(shè)備成本只有搪塑設(shè)備的1/31/4。但其缺點(diǎn)是：由于表面花紋是預(yù)制的，因此隨著表皮拉伸度的增大，花紋損失也隨之增大，從而導(dǎo)致細(xì)皮紋消失、粗皮紋淡化并形成明顯的視覺差，影響美觀。由于陽模真空成型的工藝特征，使得產(chǎn)品陰陽尺寸受到局限，通常要求R角在1.5mm以上，從而對(duì)產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)帶來一定的束縛。儀表板表皮的搪塑成型搪塑表皮的制造過程是：首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，然后將粉箱與搪塑模扣合，使之按設(shè)定的程序旋轉(zhuǎn)。當(dāng)粉料熔化并粘附丁模具表面達(dá)到一定厚度后，脫開粉箱。接著，繼續(xù)加熱模具外表面，以使模具內(nèi)表面的搪塑表皮得到塑

7、化燒結(jié)。最后，快速冷卻模具外表面（不噴淋），使表皮冷卻成型。搪塑表皮一般具有如下優(yōu)點(diǎn)：由于搪塑表皮的表面花紋是在表皮成型過程中形成的，因此花紋表面的一致性好；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，只要照顧到模具的局部加熱性，即可將模具做成較深的凹陷，甚至做成一定的負(fù)角，以加大產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的裕度；材料成本相對(duì)較低。其缺點(diǎn)是：模具投資大，壽命短（一般模具的質(zhì)量保證只有20000次表皮壽命）；設(shè)備投資大；需要不斷地清理模具，導(dǎo)致輔助工時(shí)較長。按照搪塑表皮的外觀質(zhì)量要求，其表面必須清潔、完整、無流痕且皮紋要均勻一致，同時(shí)表皮顏色與標(biāo)準(zhǔn)色板比對(duì)時(shí)無明顯差異，表皮重量應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)。此外，必須在規(guī)定位置上做標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)內(nèi)容

8、應(yīng)包括：日期、班次和張數(shù)，并且標(biāo)識(shí)要清晰可見，有可追溯性。為了確保成型后的表皮不變形受損，一般應(yīng)將其存放在本體骨架上，表皮疊放不超過4張，放有表皮的骨架則應(yīng)存放到周轉(zhuǎn)車上。表2和表3對(duì)搪塑表皮和陽模吸塑表皮的特點(diǎn)和性能做了比較。表2搪塑表皮和陽模吸塑表皮比較捕塑表皮陽模吸塑表皮I材料PVC.TPUPVC/ABS,TPO手感軟硬1花紋致隨拉伸率的變化而變化，控伸報(bào)大，花紋損失就越大產(chǎn)品造型的適用性較好局部R角可以做到Imm,現(xiàn)在最好水平可做到0,5m技伸太大的地方成型困意，局部R角最小只能做到左右顏色一致性好，顏色更換更容易一致性不如搪塑表皮,由于有皮紋的制約，顏色更換不IA濫也于芝看表3搪塑表

9、皮與陽模吸塑表皮的性能比較陽模吸塑表皮(PVC/ABS搪塑表皮(PVC)搪塑表皮(TPU)密度g/cm31.15L201.251.06肖氐點(diǎn)硬度909570-808085拉伸強(qiáng)度Mpa14169146伸長率137250350撕裂強(qiáng)度kN/ro5440星聲互設(shè)壯丹喊工程等*1roer.vzi儀表板表皮的陰模吸塑成型陰模吸塑成型技術(shù)是陽模真空吸塑與搪塑技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，它是一種熱模成型技術(shù)，即將不帶皮紋的熱片材(0.8mmTPO表皮+2.0mm泡沫)放置在發(fā)泡層與陰模的型腔之間，通過真空吸附使片材與模具型腔(模具型腔已做出了皮紋)接觸成型。冷卻時(shí)片材收縮，并與發(fā)泡層吸附貼合成型。與傳統(tǒng)的成型和復(fù)合工

10、藝相比，該工藝不會(huì)出現(xiàn)皮紋拉伸現(xiàn)象，而且可以在一個(gè)零件上實(shí)現(xiàn)不同的皮紋形式，皮紋均勻、清晰且手感好，與搪塑效果相當(dāng)。模具壽命比搪塑模具提高了模具的一次性投入高。陰模吸塑成型的儀表板表皮筋結(jié)構(gòu)陰模吸塑成型表皮的主要優(yōu)點(diǎn)是：表面花紋效果接近搪塑表皮,36倍，生產(chǎn)效率高。其缺點(diǎn)是：材料利用率低，對(duì)設(shè)備要求高,GFirK.GiousIMGtiOlJCtaravifiiiwil*CuHpflrtindIowbt)1工Pm河ctt&nMllSewrwl-3血甘撮4心pmVaouLrnIMGtool因此VaciitrncornactikinlaninaLiiiglocj陰模曖塑成型工藝的流程示意圖在設(shè)計(jì)陰模

11、吸塑成型表皮時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題：1. 小于1mm的R角沒有辦法加工；2. 設(shè)計(jì)自由度不高；3. 多種顏色的使用受到限制；4. 皮紋制作時(shí)間長。一般，陰模成型儀表板需要投入模具、檢具和周邊輔助臺(tái)架工裝（總體費(fèi)用大約為1000萬人民幣），而目前國內(nèi)沒有成熟的陰模和發(fā)泡模具設(shè)計(jì)制造能力，工裝費(fèi)用相對(duì)較高；5. 注意表皮與出風(fēng)口及其他部件間的裝配結(jié)構(gòu)、順序和間隙；6. 注意骨架與發(fā)泡層的脫模，以及骨架與空調(diào)風(fēng)道的裝配和焊接方式。陰模成型設(shè)備儀表板表皮的聚氨酯噴涂工藝聚氨酯（PU）噴涂工藝是近年來迅速發(fā)展起來的一種新工藝，相對(duì)搪塑工藝而言，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如：可形成雙色儀表板表面，使得造型設(shè)計(jì)更靈活；設(shè)備相對(duì)簡單，能源消耗大大減少。特別是近幾年來，隨著PU粉狀原材料的降價(jià)，使得可回收利用的PU表皮與傳統(tǒng)的PVC搪塑表皮之間的競爭日趨激烈。PU噴涂儀表板表皮的主要工藝流程為：在模具上噴脫模劑r噴漆（顏色）r噴PU原料以形成表皮（由機(jī)械手控制不同部位的厚?。﹔冷卻r取出表皮。PU嘖潦儀表板表皮的工藝流忍汽柞計(jì)町卒胡工宵蒂發(fā)泡工藝一般，采用搪塑成型、陰模成型和PU噴涂技術(shù)生產(chǎn)的儀表板，其后續(xù)工藝（如發(fā)泡等）基本上都是相同的。發(fā)泡是將聚酰和異袱酸酯等充分混合后，注入模具中的表皮與骨架之間