以杯托盒為例的汽車內飾件開發過程

謝京丹 劉銀 易釔熹 謝蛟龍

（東風本田汽車有限公司）

隨著汽車市場競爭的加劇，各車企開發出種類繁多的車型以滿足客戶的個性化需求。多數車型除了數年不等的更新換代以外，每年都需要在現有車型基礎上進行小的變動。對現有車型進行小換型，一方面要緊跟市場需求靈活調整，另一方面要考慮產品收益并控制成本，在降低成本的同時，更大限度地規劃利用現有空間。根據車型年度換型大日程，制定相應的單品開發日程，并嚴格按日程開發。按照日程制定從部品企劃開始的開發流程[1]。文章針對副儀表板上的杯托盒進行新規開發，同時不改動周邊現有的環境件，以此為例說明汽車內飾件的開發過程。

1 前期構想

1.1 現有市場情況調查

對杯托盒進行市場調查，常見結構如圖1所示。1）非杯托式結構。整個副儀表板采用一體式成型，結構簡單，成本較低。在售價10萬元左右及以下的緊湊型車型中廣泛采用。功能性略有不足。2）無蓋式結構。該結構是杯托盒中最常見的結構，一般為雙杯或三杯形式。3）翻蓋式結構。該結構商品性有所提升。4）門簾式結構。該結構涉及零件較多，商品性較高，同時成本相對較高。

圖1 汽車市場常見杯托盒結構

對市面上70款緊湊型車和62款中級車進行統計，如圖2所示。

圖2 汽車市場杯托盒結構占比調查

與緊湊型車相比，中級車副儀表板排布更為復雜化，杯托盒布置空間也更多變，翻蓋式和門簾式結構的比例大大提高，成為主要結構。與中級車型相比，此次需變更車型的商品性也較高。中級車的杯托盒結構形式更為多樣，可以為此次的結構變更提供很好的參考[2]。

1.2 現狀分析

原車型采用門簾式結構，與同級別車相比，原車型空間更大，中控臺結構更為復雜，成本較高，質量也較重。其結構包括21種部品，40個零件，且均由國外生產，由于國外廠商結構變動，已面臨停產風險。另外，由于手剎與換擋桿一同布置在副儀表板前側，使得后部杯托盒空間較大。

1.3 新產品定位

新產品的定位為：1）簡化結構，降低成本。本車型定位為10萬元左右，售價在原車型基礎上進行一定程度的降低。2）功能保證，利用空間。3）盡可能不降低商品性。

圖3示出3種杯托盒結構選擇方案，以圖3所示方案進行方向選擇。

圖3 杯托盒結構選擇方案

方案1采用滑塊模式，優點為結構簡化，成本降低，空間可變，商品性不低；缺點為手剎處空間閑置。

方案2采用無蓋式，優點為結構簡單，功能明確，布置了杯托和手機盒，成本最低；缺點為商品性降低。

方案3采用無蓋翻折式，優點為結構簡單，可變換空間；缺點為商品性降低。

經分析，最終選定方案2作為改造方向。

2 造型開發

2.1 布局確認

以方案2為方向進行布局。首先需要保證常用物品的放置功能。根據常用物品尺寸確定新杯托盒各部分布局，如圖4所示。

圖4 杯托盒功能布局

圖4中，位置①放置鑰匙、U盤、電池充電器等物品，能夠橫放手機，將原尺寸寬度增加；位置②主要放置杯子及飲料等，深度選擇85 mm（不高于最低的聽裝飲料高度，同時保證穩定），直徑為65～80 mm（大多數杯子尺寸為65 mm左右）；位置③主要放置手機和筆等物，高度選擇50 mm（不高于手機的寬度，太深不易拿取），長度為155 mm（長于手機和筆的長度）。

2.2 樣件制作及效果評估

部門現有3D打印機采用石膏狀粉末材料，通過噴頭噴射粘合劑將工作的截面打印出來并層層堆積成型。如果對表面積較大而且厚度較薄的塑料單品進行原尺寸打印的話，石膏粉末狀3D打印品難以支撐自身強度。所以需要對造型稍做修改以強化部品強度，如加厚單品厚度等。一般PP件的厚度為2～2.5 mm，3D打印件的厚度不應低于4 mm。3D打印機對部品的大小有一定的限制，一般只能打印中小尺寸的部品。打印時間與設置的精度有關，3D打印是層層印刷層堆積的結果，因此精度越高，層數越多，生產的部品結構越復雜，對精度越有要求。由于杯托盒結構較為簡單，可以放寬對精度的要求，打印一次需要的時間為6～7 h。

打印成型后，需要對3D打印品進行固化以提高其強度。常用的方法是使用專用膠水對部品進行浸泡，待其充分吸收膠水后將部品放在干凈干燥的地方風干，風干后的部品強度就有了極大的提高。

打印完成后，召集內飾相關技術人員對外觀進行評估，對尺寸進行調整后再次評估。

2.3 尺寸分析及出圖

另外需要根據車型整體的內飾風格，對產品的紋理進行確認。對具體尺寸進行分析，同時進行工程可行性分析。根據確定的杯托盒單品紋理深度，確認杯托盒的拔模角是否不小于3°，部品是否有出模風險。根據需要對具體尺寸進行調整，對相關部品間的間隙斷差等進行尺寸鏈分析，確認公差范圍[3]。確認沒有問題后出圖，提交其他部門。

3 部門協同

在新機種開發過程中會成立項目組，主要負責人往往由技術部門擔當，其他營業部門、采購部門、品質部門及生產部門對每個車型都會有一個具體的責任擔當，大家協作推進。

3.1 與采購部門協作確定供應商

基本構想和相關開發內容完成后，需要與采購部門協作尋找供應商。與采購部門共同確認有能力提供合格產品的供應商后，采購部門根據圖紙向不同供應商詢價，確定有價格優勢的供應商以開展后續合作，并對后續開發及生產模具等產生的費用與供應商進行協商。

3.2 供應商配合

與供應商進行單品確認，進行生產可行性分析。供應商需先提供數控加工（CNC）樣件，進行單品裝車確認。對單品檢證后，供應商可按照日程進行后續的開模及試生產等工序。

3.3 品質部門協同檢證

在開發過程中，由設計人員組織對新規開發部品進行檢證。相關出席人員主要包括車型負責人、單品開發技術人員、采購品質人員、生產品質人員和供應商。其中供應商攜相關檢具對實物進行檢測。檢證內容包括安裝性能檢證、尺寸公差檢證以及其他檢證項目。

本次課題：前儲物盒大小使部分類似形狀的手機容易卡住，不易拿出。

檢證課題解決：在前部盒體底部增加隔斷筋，一方面細化功能，如空間較小的一側可以放置硬幣之類的小物品，另一方面使各種型號的手機不至于卡住拿不出。自此確定最終產品，如圖5所示。

圖5 杯托盒部品檢證及實車裝配效果

3.4 試驗檢證

按照開發流程，各單品開發完成后需組裝試驗車進行整車測試，與供應商檢證開模日程。本次的杯托盒量產模具開模周期較長，需3個月左右，無法對應實車測試。因此需在開量產模具前開臨時模具以對應實車試驗日程。

3.4.1 裝車檢證

與生產人員溝通將樣件提前送至生產線，進行線上裝車，下線后與品質人員進行品質檢測，同時記錄裝車過程中以及裝配后的各項課題，并針對每一項課題進行檢討，制成品質不良報告，在后續的項目組例會中確認解決每一項不良。

3.4.2 整車測試

整車測試項目中杯托盒涉及的測試項目包括整車耐久測試、冷熱循環測試及VOC測試等，測試完成后確認部品的商品性有無不良。

3.4.3 單品測試

另外由供應商委托第3方測試機構進行單品性能測試，本次單品測試主要有落球沖擊測試及振動測試等。

3.4.4 法規對應

對照內飾相關的法規，確認是否符合法規要求。相關法規包括：機動車強制認證（CCC）內飾材料、汽車內飾材料的燃燒特性、轎車內部凸出物及其他。確認所有項目沒有違反相關法規要求，開發階段基本完成。

3.5 生產準備

對量產模具開模完成后的量產產品進行試制裝車，技術人員需與生產人員確認是否可在生產線正常裝車，確認裝配性及生技性。車輛下線后與品質人員進行品質確認，確認無任何課題，開發項目正式完成。

4 結論

文章以某杯托盒為例，說明了在車輛小換型中完整的內飾部品的開發過程。文章結合生產中的成本優化進行討論，同時注重商品性及功能性提升。在理論上重點介紹了市場調研方法和結構選擇方向的選定，在實際生產中有效利用了快速樣件進行實用性校核，并對工作現場的檢證方法進行了介紹。

現有理論較少對汽車內飾件某一零件實際開發過程進行完整介紹，對開發后期的生產檢證也介紹較少，文章基于開發具體部品的實際過程進行介紹，對同類產品的開發提供了一定的參考。