汽車內飾件成型工藝研究

葛孝華

摘要：汽車工業已經成為了國民經濟保障的基礎性行業之一。是提升GDP促進綜合國力發展的綜合保障之一。隨著社會的進步與時代的發展，國內外汽車公司都在逐漸關注室內設計細節與人機協同性。隨著不同品牌汽車整體質量差距的縮小，汽車內飾將成為競爭的新戰場。本文基于筆者多年工作經驗，本著市場經濟原則，針對當前我國汽車行業內飾件接縫大，做工粗糙等問題展開行業性技術分析。深入探討汽車內飾件成型工藝發展與運用，為同行提供建設性意見。

關鍵詞：汽車；內飾；壓制；成型

1引言

隨著社會的進步與時代的發展，國內外汽車公司都在逐漸關注室內設計細節與人機協同性。隨著不同品牌汽車整體質量差距的縮小，汽車內飾將成為競爭的新戰場。作為特定的用戶，他們接觸到的汽車內部比汽車的形狀多得多。因此，室內裝飾設計的質量（包括造型設計、材料舒適度、布局是否符合使用習慣等）直接影響著用戶對汽車使用的便利性、舒適性、滿意度甚至情緒，影響著汽車產品的競爭力。從這個意義上說，汽車室內設計尤為重要。本文基于筆者多年工作經驗，本著市場經濟原則，針對當前我國汽車行業內飾件接縫大，做工粗糙等問題展開行業性技術分析。深入探討汽車內飾件成型工藝發展與運用，為同行提供建設性意見。

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、固化促進劑、潤滑劑、色料等組成，可制成片狀、粉狀、粒狀、碎屑狀、纖維狀等狀態。先將模具材料預熱，然后直接加入模具型腔預熱到一定溫度，然后以一定速度關閉模具。塑料在溫度和壓力下處于熔融狀態，迅速填充腔體。此時，塑料聚合物結構發生化學交聯反應，并逐漸轉變為不溶性、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，使其變為粘性流態，填滿整個模腔。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，生產周期長，效率低。

3汽車內飾件的壓制工藝

3.1加料

在模具型腔中加入預加熱和定量成型材料是汽車內飾件成型的重要組成部分。進給量是否準確直接影響零件的密度和尺寸精度。因此，必須嚴格控制生產中的投料數量。與復雜模具型腔的形狀或成型面積大，除了控制進食的數量，材料的體積應存放合理根據材料在模具型腔的流動和材料的數量在每個模腔的一部分，以避免當地密度不足或材料短缺部分。送料結束后，上模接觸物料前應盡量加快關閉速度，接觸物料后應減慢速度。這樣可以相對縮短沖壓周期，使空氣順利排出，避免了材料從模具中取出時物料短缺的問題。關閉時間一般在幾秒到幾十秒之間。

3.2排氣

汽車內飾受壓時，模壓材料會釋放出大量的水蒸氣、低分子揮發性氣體、交聯反應和體積收縮氣體。如果這些氣體不能完全排出，除了影響壓實過程中材料的傳熱，延長工件的固化時間外，工件表面容易出現燃燒、燃燒、氣泡和分層，表面光澤度不好。為了充分排氣模腔內的氣體，必須在模具中設計一個合理的排氣結構。但有時單靠排氣結構仍不理想，所以在成型過程中需要將壓力卸壓在壓力機上，使正在關閉的模腔暫時釋放排氣。在材料進入熔融狀態后，應盡快排氣。壓力排放的運行和排氣時間取決于實際生產情況。

3.3交聯固化

熱固性塑料在壓制過程中，通過交聯反應固化。硬化程度與塑料品種、模具溫度、成型壓力有關。當這些因素確定時，硬化的程度主要取決于硬化的時間。在短時間內，工件的機械強度、蠕變阻力、耐熱性、化學穩定性和電氣絕緣性能下降、熱膨脹、收縮后增加，有時出現裂紋。隨著時間的推移，塑料零件的機械強度不高，易碎，變色，表面出現密集的水泡。硬化時間一般在30到幾分鐘之間。

4壓制成型的特點

壓制成型與其他熱固性塑料成型方法相比，壓模成型具有設備價格低、機械化程度高、自動化程度高的優點。適用于流動性差的塑料制品，易成型，精度高，表面光滑，質量穩定，互換性好。由于沒有澆注系統，原材料的損壞較小。當廢物不能回收利用時，這一點尤為重要。成型所需的壓力比其他成型方法要低得多。相同噸位的壓力機可以生產更大的投影面積的產品。另外，沖壓成型還有其他優點，但也有缺點：壁厚件、孔深形狀復雜的沖壓成型比較困難。同時，它通常有較厚的法蘭，和不同的法蘭厚度。這導致了大量的后處理工作，相應地增加了塑料零件的成本。與注塑相比，技術要求高，勞動強度高，尤其是移動成型。壓模應承受高溫高壓的共同作用。同時，模具運行過程中沖擊振動大，易磨損變形，使用壽命短。

5汽車塑料內飾件壓制成型運用

一個好的室內設計必須滿足三個方面的要求：第一，功能：設計師設計的產品應該為用戶提供良好的服務，讓客戶在使用時更加方便舒適。其次，藝術性：室內裝飾滿足功能性的要求，這只是一個基本要求。隨著人們審美藝術的提高，對室內裝飾的藝術要求越來越高，設計師也是如此。最后，經濟性：作為一名優秀的設計師，產品應該滿足用戶的需求，同時產品應該在經濟上為用戶所接受（即價值工程）。

5.1樹脂傳遞模塑

RTM是在一定壓力下，通過注入預制增強材料的封閉腔內，固化形成基體樹脂環飽和聚醋、乙烯醋或環氧樹脂的工藝過程。RTM可運用在結構復雜的大型零件生產中，其具備生產效率高，投資小等優點。當前在汽車行業主要供給車身板、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技術已廣泛應用于汽車儀表盤等內部配件、家具和船舶的生產。

5.3氣體輔助注射成型（GIAM）

在此項工藝運用過程中，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、大壁厚差的產品，大大提高產品的強度和表面光潔度。最大程度降低內應力和生產成本。廣泛應用于生產汽車儀表板、車窗滑槽、甚至保險杠等生產制造環節。

5.4纖維注塑技術

纖維增強塑料利用纖維的高強度和高剛度來提高塑料的力學性能。發展長纖維注塑技術的目的是為了取代GMT（玻璃纖維氈增強熱塑性塑料）技術。該技術已被用于塑造汽車結構件，如地板覆蓋物和發動機罩。在長纖維注射成型過程中，防止纖維損傷和均勻分布是關鍵。長纖維增強熱塑性比短纖維的使用有三個優點：只要在纖維增強塑料、玻璃纖維添加量的增加產品的沖擊強度和剛度均勻提高同時，當有重大影響的產品，不是脆性破壞，只是延性破壞，可以應用于高剛度，高沖擊強度的產品和大型結構產品；優異的長期抗蠕變性能；在高溫下，線性膨脹系數很小。

6結語

目前汽車內飾護板“覆面料低壓注射一體成型”技術，主要應用在德、日系等中高端車型。在提高塑件工作效率、工藝成本節約的同時，因其塑件優美的外觀棱線體現和高的環保性能，為整車精致感知提升具有重要的指導意義。但未來隨著新技術、新工藝、新設備的發展，汽車內飾件成型工藝將會伴隨著“材料革命”進行翻天覆地的變化。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融入汽車工業中。

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