汽車軟質(zhì)儀表板表皮成型工藝研究

孫曉哲

摘 要：當(dāng)前，高端汽車內(nèi)飾的儀表板普遍采用軟質(zhì)儀表板，且對儀表板的外觀縫隙要求非常高。汽車儀表板是汽車內(nèi)飾中的主要部件。上面集成了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)及其人機(jī)界面。還有著儲物功能和裝飾作用，同時在碰撞中為前排乘客提供一定的緩沖保護(hù)。因此，儀表板的設(shè)計和制造是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文就汽車軟質(zhì)儀表板表皮成型工藝展開探討。

關(guān)鍵詞：儀表板；真空成型；搪塑成型；真皮包覆

引言

近年來，隨著我車汽車工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)者在關(guān)注汽車安全性和環(huán)保性的同時也對汽車內(nèi)部裝飾的舒適性也提出了更高的要求，尤其是對駕乘人員可直觀感受的儀表板部位，對于一個好的儀表板來說，其不僅需要設(shè)計出美觀新穎的外形，好需要設(shè)計出舒適的觸感。目前，大部分主機(jī)廠的暢銷車型的儀表板均已開始采用軟質(zhì)儀表板，其軟質(zhì)儀表板表皮的生產(chǎn)工藝主要有真皮包覆工藝、搪塑工藝及真空成型工藝等。

1汽車儀表板的種類

汽車的儀表板可以按照使用材料的不同化為兩種不同的種類，一個是硬質(zhì)的汽車儀表板，一個是軟飾的汽車儀表板（含緩沖層，骨架，表層）。硬質(zhì)的汽車儀表板的設(shè)計結(jié)構(gòu)先比之下很簡單，運(yùn)用的制造工藝是注塑成型的方式，不需要造價過高的表皮進(jìn)行裝飾。而于汽車軟飾的儀表板來說，其構(gòu)成部分不同所運(yùn)用的制造材料也是不同的。對于轎車來說，這種儀表板的材料通常是運(yùn)用ABS塑料聚合物，聚氨基甲酸酯等材料構(gòu)造的。而對于汽車儀表板的來說，車型不同，相應(yīng)的儀表板的用途也有不同，并且汽車的儀表板還可以按照汽車的需求去進(jìn)行不同的組裝，例如，木質(zhì)的儀表板或是軟包的汽車儀表板都是根據(jù)汽車的需求而進(jìn)行的組裝。

2汽車軟質(zhì)儀表板表皮生產(chǎn)工藝介紹

2.1真空成型生產(chǎn)工藝

真空成型生產(chǎn)工藝主要分為陰模真空成型與陽模成型兩類。（1）陰模真空成型。陰模真空成型技術(shù)即模內(nèi)壓紋技術(shù)，將加熱后的光滑的TPO材料使用刻有皮紋圖案的陰模模具在模內(nèi)成型出帶皮紋的表皮，而后在成型工位進(jìn)行真空成型。（2）陽模成型。陽模成型將加熱的TPO表皮在模具上方先進(jìn)行預(yù)吹，然后再真空吸附成型，陽模真空成型具有模具成本低，生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但花紋保持性較差。

2.2真空熱成型工藝

所謂的真空熱成型工藝就是運(yùn)用一些處理后的聚氯乙烯或是熱塑性聚烯烴材料進(jìn)行在加工的一種加工方法。而這種工藝主要是運(yùn)用在一些軟質(zhì)的汽車儀表板的表皮中，將表皮材料進(jìn)行加熱，直至到玻璃點(diǎn)的軟化溫度，再將氣體注入到密閉的空間內(nèi)，讓其可以實(shí)現(xiàn)拉伸，拉伸以后在將其放在控溫的設(shè)備中將其進(jìn)行冷卻作業(yè)，從一系列環(huán)節(jié)中得到最終產(chǎn)品。而真空熱成型又有兩種形式，一種是陽膜真空成型，一種是陰模真空成型，而陰模真空成型工藝則是將表皮表紋的成型在模具力，是成品不會受到拉伸的因素，讓成品的外觀達(dá)到最好。

2.3搪塑生產(chǎn)工藝

搪塑生產(chǎn)工藝是把帶有皮紋的成型模具（一般使用鎳制外殼）進(jìn)行加熱，在模具與搪塑粉箱連接后旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)和加熱同時進(jìn)行，搪塑粉箱內(nèi)的原料粉末靠自重落入模具中融化，在熱模的表面形成一個帶皮紋的且形狀與模具一致的表皮，之后取下粉箱，再待模具冷卻后取下制得的表皮。搪塑生產(chǎn)工藝中采用的搪塑粉有聚氯乙烯（PVC）粉與熱塑性聚氨酯（TPU）粉兩種，其中熱塑性聚氨酯結(jié)合了橡膠材料的物理性能，具有優(yōu)良的工藝加工性和熱塑性。除此之外，其還可回收循環(huán)使用，并具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、低溫脆性，無需添加任何增塑劑，在低溫狀態(tài)下保持優(yōu)良的彈性。聚氯乙烯材料具有良好的手感和花紋成型性，且材料價格成本低，但是因聚氯乙烯材料具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，其在低溫條件下易脆化，因此在低溫環(huán)境下無縫氣囊儀表板爆破時容易導(dǎo)致聚氯乙烯表皮破裂并快速飛出，從而對駕乘人員的造成傷害。

2.4吹塑工藝

吹塑工藝是將塑性型胚置于模腔內(nèi)，借助壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于型腔壁上，經(jīng)冷卻定型得到中空薄壁制品。大部分的熱塑性塑料都可以進(jìn)行吹塑成型，高密度聚乙烯HDPE和聚丙烯PP是應(yīng)用較多的吹塑材料。儀表板上的空調(diào)風(fēng)管常采用吹塑成型。

2.5切割工藝

在儀表板的設(shè)計中，常見的儀表板的形式使軟飾的儀表板的運(yùn)用。在進(jìn)行這一設(shè)備的施工的時候，要將這種軟式的儀表板進(jìn)行泡發(fā)，而對于一些不需要泡發(fā)或是不需要表皮的部件就應(yīng)該進(jìn)行切割。而在切割工藝中，常見的主要是由兩種工藝構(gòu)成，一種是水刀切割工藝，一種是銑刀切割工藝。

3汽車儀表板的總布置設(shè)計

儀表板的布置需要滿足前方視野法規(guī)、頭碰法規(guī)及符合人機(jī)工程。人機(jī)方面包含視覺和空間。視覺方面，在滿足前方視野法規(guī)之外，還要滿足儀表、娛樂系統(tǒng)屏幕反光的人機(jī)要求。對于儀表板的表面需要實(shí)現(xiàn)消光處理，儀表板上方的零件應(yīng)該滿足一定的光澤度要求，不能太亮，這樣駕駛員的駕駛感覺才會做到舒適安全?？臻g方面，手腳活動的范圍、肘部活動的空間等；扶手，拉手等的布置位置高度是否處于人機(jī)舒適狀態(tài)；對儀表板上需要手操作的零件，如換擋手柄、空調(diào)開關(guān)、出風(fēng)口調(diào)節(jié)等等的布置和結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于易操作的狀態(tài)。儀表板涉及到的許多零件都是在不同的廠家當(dāng)中得到的，因此在設(shè)計設(shè)計的過程中，要確認(rèn)好零件之間的安裝定位關(guān)系，計算各個零件的制造公差，是否能夠使產(chǎn)品達(dá)到外觀匹配的間隙面差要求。在設(shè)計的初級階段就要完成妥善的處理，這樣在后期細(xì)化的過程中才會更加方便。

4汽車儀表板的性能需求

汽車在運(yùn)行的過程中，需要對儀表板進(jìn)行操作才能完成相應(yīng)的功能。因此，汽車的儀表板被安裝在汽車的較為特殊的地方，以便使駕駛員在汽車運(yùn)行的過程中能更順暢的進(jìn)行各種操作。在安裝儀表盤的時候，由于其位置特殊的原因，設(shè)計者要注重汽車美觀的同時還應(yīng)該優(yōu)化儀表板的設(shè)計。第一，在選擇儀汽車表板的材料時，要選取健康，低污染的材料拒絕使用含有有毒化學(xué)成分的材料。第二，汽車儀表板的結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定。對于汽車儀表板的位置來說，受發(fā)動機(jī)的散熱及陽關(guān)照射的影響，會使汽車儀表板應(yīng)溫度過高的原因而產(chǎn)生變形。所以，在設(shè)計汽車儀表板的時候要考慮其單元結(jié)構(gòu)及空間方面的因素，確保儀表板的穩(wěn)定性。并且，為了確保在汽車運(yùn)行中，儀表板不會受到一些外界的沖擊。

結(jié)語

儀表板自身具有很強(qiáng)的安全性、功能性、舒適性等等，它還要具備一定的剛性，可以保證汽車正常的工作，與此同時，還要具備一定的吸能性，在發(fā)生意外的過程中可以將外力進(jìn)行減少，避免沖擊到駕駛員。綜合考慮，對于中低端車、高產(chǎn)量的儀表板采用搪塑工藝及陰模成型工藝，對于高端車、低產(chǎn)量、針縫線效果的儀表板采用真皮包覆工藝。

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（作者單位：吉利汽車研究院（寧波）有限公司）