雙色表皮縫紉線介紹及其模具設(shè)計與加工探討

方少平，何宏斌，岑 渝

（余姚德沃斯模具科技有限公司，浙江寧波 315400）

1 引言

隨著生活水平的不斷提高，人們在追求汽車卓越性能的同時，也越來越關(guān)注汽車內(nèi)飾的美觀和精湛工藝。在這種時代背景下，一種雙色表皮仿真縫紉線技術(shù)應(yīng)運而生，這種技術(shù)使得汽車內(nèi)飾塑件上可以搭配任何顏色的表皮和縫線，讓低價位的車型在視覺和觸感上也有了豪華車的氣息。由于其加工工序少，生產(chǎn)周期短，又能降低制造成本，因此該技術(shù)未來將會越來越受到更多車企的親睞。

2 雙色表皮縫紉線塑件概述

2.1 雙色表皮縫紉線的目的

（1）相比單色縫線，雙色表皮縫紉線外觀更加美觀，更能提高觸感和質(zhì)感，使商品屬性得到了進一步提高。

（2）雙色表皮縫紉線塑件能達到以假亂真的效果，其技術(shù)可以替代昂貴的搪塑、陰模吸塑和表皮包覆工藝，大大地簡化了汽車內(nèi)飾顏色定制的難度。

2.2 縫紉線的種類

縫紉線常見的種類（見圖1）有單線、帶折邊的單線及雙線，線的排布有斜線排列和直線排列，收尾形式有眉毛型收尾和漸變消失收尾。

圖1 縫紉線的類型

2.3 塑件結(jié)構(gòu)

雙色表皮縫紉線塑件由硬膠本體和軟膠表層共同構(gòu)成（見圖2），仿真縫紉線設(shè)計在硬膠本體上，常用PC、ABS、PP等材料；軟膠部分為仿真皮革紋理的柔感表層，常用TPO、TPE、TPU等材料。

圖2 塑件結(jié)構(gòu)

2.4 應(yīng)用舉例

以汽車內(nèi)飾件為例（見圖3），雙色表皮縫紉線技術(shù)可以替代裝飾蓋板、門扶手、氣囊蓋、中控扶手外蓋板等諸多零部件的包覆工藝。

圖3 汽車內(nèi)飾件

3 成型過程

雙色表皮縫紉線塑件為2 副模具成型，塑件在整個周期內(nèi)只出模一次。2 個型芯完全一樣，但兩個型腔形狀不同，分別成型塑件硬塑本體和軟膠表層（見圖4）。雙色旋轉(zhuǎn)注塑機帶動型芯做180°的往復轉(zhuǎn)動，讓兩個不同的型腔分別與之合模，共同完成塑件的連續(xù)批量生產(chǎn)。

圖4 兩次成型過程

4 雙色表皮縫紉線的模具設(shè)計

相比一般的雙色塑件，雙色表皮縫紉線塑件的線紋細小精致，其對模具設(shè)計又有不同的要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）設(shè)計前需要先明確仿真縫紉線的線型、式樣。例如線的粗細、間距，單線還是雙線，凸線還是凹線以及收尾形式，這些都與后面的激光鐳雕加工工藝有關(guān)。

（2）縫紉線結(jié)構(gòu)需要滿足在塑件主脫模方向上能順利脫模，脫模斜度一般推薦為40°或以上，建議最小不低于25°，否則縫線形狀會失真或脫模出現(xiàn)倒扣。斜度不夠的話，需與塑件設(shè)計師溝通做局部A面的調(diào)整（見圖5）。

圖5 縫線及皮紋脫模角度要求

（3）縫紉線的制造在模具工藝設(shè)計上，需要在型腔內(nèi)預(yù)留激光鐳雕加工余量，通常比縫紉線針眼孔高出1.5~2mm，縫線兩端寬度預(yù)留約4mm（見圖6）。

圖6 型腔預(yù)留量示意圖

（4）縫紉線紋位置盡量避免靠近PL 線和滑塊相接處。但一些帶弧面的縫紉線塑件兩端會有縫線倒扣，需要設(shè)計滑塊或彈塊機構(gòu)，為了保證縫線漂亮，外觀上拼線不明顯，可在滑塊或彈塊上設(shè)計定位結(jié)構(gòu)，讓其可與型腔做連體固定加工，確保塑件外觀質(zhì)量。

（5）由于縫紉線紋非常精致，且兩副模具需要不斷地做重復性旋轉(zhuǎn)合模，因此對模具的互換配合精度及強度要求非常高，每副模具上需設(shè)計強度可靠的精定位結(jié)構(gòu)。

（6）激光鐳雕加工對位常用φ3mm 或φ5mm 探測棒，探測基準孔應(yīng)設(shè)計在平面上，其對應(yīng)大小分別為φ6mm 或φ10mm，對于分型面為曲面的，應(yīng)設(shè)計并加工一平面區(qū)域做加工基準孔，基準孔需要與型腔一次加工到位（見圖7）。

圖7 模具激光鐳雕對位基準孔示意圖

5 雙色表皮縫紉線的激光鐳雕加工

仿真縫紉線塑件的線紋細小精致，需要利用高精度的激光鐳雕工藝，把仿真皮革紋理和精致的3D 縫紉線雕刻復制在模具型腔內(nèi)，以下從工藝流程和加工技術(shù)要點做出簡要闡述。

5.1 激光鐳雕工藝流程

激光鐳雕工藝流程如圖8所示。

圖8 激光鐳雕工藝流程

5.2 激光鐳雕加工技術(shù)要點

由于激光鐳雕精度高，精準度可達到1μm 左右，其能滿足縫紉線紋細部特征的高仿真加工要求，使縫紉線與紋理在塑件外觀上能達到完美地過渡與結(jié)合。需要注意以下要點。

（1）模具在做皮紋和縫線出廠前，需要先進行三坐標打點檢測，保證模具型腔的實際成型尺寸與對應(yīng)的3D數(shù)據(jù)誤差控制在0.05mm以內(nèi)。

（2）模具不得有燒焊，且材質(zhì)硬度要均勻，否則會造成激光鐳雕加工出的紋理和縫線紋深淺不一致。

（3）做皮紋和縫線的模具型腔內(nèi)表面不能有刀痕、臺階、火花紋、砂眼、氣孔等現(xiàn)象，且需拋光到1000號砂紙。

（4）激光加工前需要檢查模具3D數(shù)據(jù)，確認是否會有擋住激光照射路徑的細小溝槽結(jié)構(gòu)或特征，如有擋住激光路徑的現(xiàn)象，需要反饋給模具設(shè)計師做鑲塊結(jié)構(gòu)，這樣在做激光加工前可以先將鑲塊拆下來后再做鐳雕加工（見圖9）。

圖9 擋住激光束的特征鑲塊

6 結(jié)束語

隨著汽車產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈，降低汽車內(nèi)飾制造成本，同時又能保持或提升內(nèi)飾高檔次的質(zhì)感，一直是許多車企在追求的目標。雙色表皮縫紉線塑件能有效地提升汽車舒適度和美觀性，將個性化的顏色內(nèi)飾生產(chǎn)提升到了連續(xù)批量生產(chǎn)的水平，不僅提升了OEM的競爭力，而且降低了制造成本。這種能替代皮革包覆工藝的雙色縫紉線成型技術(shù)，未來將會越來越受到各車企的關(guān)注和應(yīng)用。