某車型空調控制器IMD工藝面板起泡問題改進分析

張平　梁麗娜

摘 要：隨著生活水平的提高，消費者對汽車的舒適性要求越來越高。汽車空調控制器是整車空調系統的重要組成部分之一，也是汽車車內重要的內飾組成部分。汽車空調控制器不僅能夠控制整車空調系統的工作，還有提升座艙美觀的作用，對提高整車的駕乘舒適性起到非常重要的作用。汽車空調控制器一般由電路板（PCBA）、后殼、面板組成。在面板的制作工藝中有常規的注塑噴漆工藝，也有目前流行的模內注塑工藝（IMD），本文主要對模內注塑工藝導致的后期空調控制器面板起泡問題進行分析。

關鍵詞：空調控制器 IMD工藝面板起泡 模內注塑

1 模內注塑工藝介紹

模內注塑工藝（IMD）屬于注塑表面材料應用技術，它將傳統的注塑成型技術與后加工技術相結合，一體成型。它突破了傳統的塑膠外殼設計局限，可實現“多彩”、“紋理”、“色彩圖案立體感”等效果，同時具備節能環保的優勢，被喻為一種“塑料革命”。傳統的塑膠外觀件先注塑成型，然后再進行印刷、噴漆、電鍍等后加工工藝，色彩不易控制，色差較大。由于噴涂、電鍍等后加工不良率高，而印刷僅限于平面材料，因此傳統塑膠外殼的設計受到了嚴重局限，特別是針對較為復雜的異體形狀。模內注塑工藝是將印刷好的薄膜成型后，鑲嵌在注塑模腔內然后合模注塑。注塑樹脂在薄膜的背面與油墨層相結合，面板圖文、標識置于薄膜與注塑成型的樹脂之間，圖文、標識不會因摩擦或時間關系而磨損。它以注塑成型為依托，其形狀、尺寸可保持穩定，更便于裝配，具體工藝見圖1。

2 問題描述

某車型反饋空調控制器表面起泡，見圖2，通過對下線故障車進行統計，空調控制器表面起泡故障率高達40%，見表1;

通過對故障空調控制器進行解剖分析，起泡主要由于膜片與注塑材料未融合導致，兩者之間存在分層，在成型后持續分離導致起泡，見圖3;

3 原因分析

末端因素鎖定：結合面板制造工藝，采用邏輯圖排查末端因素，如圖4所示。

通過邏輯圖排查，鎖定如下5 項末端因素：

1、印刷工藝不符合要求;

2、注塑工藝不符合要求;

3、膜片材料不符合要求;

4、印刷油墨不符合要求;

5、注塑模具設計不合理;

末端因素要因確認

1、印刷工藝不符合要求：印刷工藝在面板制造過程中屬于重點管控工藝，印刷的故障將會直接影響到后續的注塑，因此對于印刷工藝因重點管控，防止產生變異。通過對膜片印刷工序進行確認，在印刷過程中技術員及作業員對工藝設備參數進行開班點檢及過程巡檢并做記錄，生產零部件按要求進行首件及過程抽檢并做記錄。

經確認，膜片印刷過程按控制計劃要求進行嚴格管控，不會造成大面積的面板起泡，膜片印刷工藝不符合要求為非要因。

2、注塑工藝不符合要求：注塑是膜片與塑料料子結合工序，注塑過程中如模具內排氣不暢或料堵均有可能對兩者結合產生影響，在生產過程中除關注注塑工藝外，還需重點關注模具及設備工作狀態;調取注塑工藝參數表對生產現場注塑工藝進行校核，注塑參數設置符合注塑工藝參數表要求，同時車間要求技術人員定期對模具及注塑機進行運行狀態確認，有效管控模具及設備運行穩定性，對現場零件進行抽取檢測，均符合檢驗規范要求，檢驗規范。

經確認，注塑工藝設置合理，注塑工藝不符合要求為非要因。

3、膜片材料不符合要求：膜片的材料直接影響到膜片的成型效果及油墨的粘附效果，屬于重點管理的原材料之一。調取膜片來料記錄進行確認，膜片材料為規定材料，來料檢測合格，存儲環境符合材料存儲要求，見表2。

經確認，膜片材料正常使用規定材料，存儲及周轉均符合要求，膜片材料不符合要求為非要因。

4、印刷油墨不符合要求：印刷油墨屬于膜片及注塑材料的粘合劑，起到關鍵的連接作用，失效時會引起大面積的粘結失效。通過對油墨材料確認，在供應商處整個工廠使用均為同一種油墨材料，油墨材料來料檢驗合格，但其余產品未發生起泡現象，材料見表3。

通過對油墨材料確認及同類產品質量表現確認，印刷油墨不符合要求為非要因。

5、注塑模具設計不合理：注塑模具作為膜片與注塑材料融合的關鍵載體，在整個生產工藝中起到了舉足輕重的作用。通過對故障件面板板拆解，面板起泡位置集中在注塑進膠口位置，且進膠口位置注塑料與膜片未完全貼合，產生了分層現象，隨機抽取10件故障件對進膠口位置進行附著力測試，測試結果不合格，見表4。

通過對注塑模具進行分析發現，注塑模具進膠口設計尺寸寬度過窄，見圖5，在注塑過程中由于有保壓過程，使產出產品內部應力過大，膠口沖墨脫層，在后續裝車后進行高溫暴曬過程中脫層面積進一步擴大導致面板起泡鼓起。

4 措施制定及實施

針對已確認的末端因素，制定如下措施：更改進膠方式，由原側壁進膠，改潛伏式進膠并加大進膠口，見圖6。

5 措施實施效果驗證

經過確認，已優化蓋板注塑模具，將進膠方式由原側壁進膠改為潛伏式進膠并加大進膠口。隨機抽取注塑后面板進行附著力測試，測試結果合格，見表5;同時對優化后4451PCS進行高溫檢驗（溫度95°濕度50%? 時間1H），無起泡現象，見表6。

6 總結

現階段模內注塑工藝（IMD）已成為空調控制器等內飾外觀件表面處理工藝的常用工藝，如何管控工藝制程穩定性及外觀立體設計和色彩表現成為管控的重點。本文從實際案例出發，對模具進膠口設計進行了優化分析，未來我們將研究更好的設計和控制方案，制造出更好、更美觀、更炫目的外觀產品。