汽車內(nèi)飾主流的六大制造工藝

隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，大量的新技術(shù)、新材料和新工藝在汽車上得到廣泛應(yīng)用尤其是對汽車內(nèi)飾的精致性、舒適性和豪華性要求越來越高。而滿足用戶對汽車內(nèi)飾的要求，更離不開汽車內(nèi)飾的各種制造工藝。為此，今天小編針對當(dāng)前汽車內(nèi)飾的主流制造工藝及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。

一、搪塑成型

1. 什么是搪塑成型

搪塑成型，又稱旋轉(zhuǎn)成型，主要用于制作軟質(zhì)儀表板和門護(hù)板的表皮。該技術(shù)起源于日本，在21世紀(jì)初才開始引進(jìn)國內(nèi)的，最初只在少數(shù)合資企業(yè)中得到應(yīng)用，直到近幾年才在國內(nèi)的自主品牌中開始逐步應(yīng)用。

2. 優(yōu)點與缺點

優(yōu)點：原材料來源廣泛，價格便宜，有著豐富的設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，表皮的花紋不僅清晰、美觀，而且一致性非常好。可以設(shè)計出比較復(fù)雜的型面特征，制得的產(chǎn)品有良好的彈性和低收縮率。

缺點：模具的投資成本大，且壽命短（一般模具的質(zhì)量保證只有2~3萬次表皮壽命）；設(shè)備的投資成本大；需要不斷清理模具，導(dǎo)致輔助工時較長。

3. 成型工藝原理 

圖  搪塑工藝

先將帶有表面花紋的搪塑模具加熱到搪塑表皮的成型溫度，然后將粉箱與搪塑?？酆希怪丛O(shè)定的程序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)粉料熔化并粘附于模具表面達(dá)到一定厚度后，脫開粉箱；接著，繼續(xù)加熱模具的外表面，使模具內(nèi)表面的搪塑表皮得以塑化燒結(jié)；最后，快速冷卻模具外表面，使表皮冷卻成型。

4. 搪塑成型所用的原材料

搪塑成型所用的原材料主要為PVC和TPU。PVC的原材料來源廣泛，價格便宜，且已經(jīng)應(yīng)用多年，有著豐富的設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，目前主要被大多數(shù)中、低檔汽車所采用TPU是21世紀(jì)初新興的一種原材料，相對于PVC其密度更小，且不含有毒、有害物質(zhì)，更加環(huán)保，目前已經(jīng)在國外一些中、高檔車型中開始應(yīng)用。

5. PVC搪塑表皮的工藝缺陷及原因分析

在實際生產(chǎn)過程中PVC搪塑表皮還存在下表所示的工藝缺陷。

表：搪塑PVC表皮工藝缺陷表

二、PU（聚氨酯）噴涂 

PU噴涂工藝是近幾年迅速發(fā)展起來的一種新的表皮成型工藝，主要用于儀表板的表皮和護(hù)板的表皮等。

1. 成型工藝

圖 PU噴涂表皮的生產(chǎn)流程

PU噴涂是指先在表皮成型模表面噴上脫模劑，而后再噴涂模內(nèi)漆（可根據(jù)產(chǎn)品需要噴涂不同顏色的模內(nèi)漆），隨后噴涂液態(tài)的PU原料（可通過噴涂機(jī)械手控制表皮的厚度），最后冷卻起模。

2. 相比于搪塑工藝的優(yōu)勢

第一部分搪塑工藝和PU噴涂工藝都是軟質(zhì)儀表板表皮的主要制作工藝，但相對于搪塑工藝而言，PU噴涂有許多優(yōu)點，比如：可實現(xiàn)雙色儀表板表面，使得造型設(shè)計更靈活；設(shè)備也相對簡單，可大大降低能耗，尤其是近幾年P(guān)U粉狀原材料的降價，使得利于回收的PU表皮的價格有可能與傳統(tǒng)PVC表皮競爭。下表是搪塑表皮與PU噴涂表皮兩種工藝的對比。

表：搪塑表皮與PU噴涂表皮的工藝對比

三、模內(nèi)轉(zhuǎn)?。↖MD）

1. 模內(nèi)轉(zhuǎn)印概念與應(yīng)用

模內(nèi)轉(zhuǎn)印是一種在成型過程中與裝飾同步進(jìn)行的工藝。通過在成型過程中對塑料部件進(jìn)行裝飾，減少傳統(tǒng)成型后的裝飾、在線生產(chǎn)存貨和附加的操作步驟，從而使生產(chǎn)成本大幅度降低。主要用于：儀表盤、空調(diào)面板、內(nèi)飾件、車燈外殼、標(biāo)志等

膜片的厚度一般為0.5mm，其組成結(jié)構(gòu)如下圖所示。膜片上的圖案可以做成木紋、金屬拉絲、鋁質(zhì)、碳纖維、高亮和亞光等各種不同效果。由于其上有PET層保護(hù)，膜片具有很好的耐刮擦性和耐腐蝕特性，而且其圖案在產(chǎn)品長時間使用后也不會有任何損傷。

圖 膜內(nèi)轉(zhuǎn)印的膜片結(jié)構(gòu)

2. 成型工藝

圖 膜內(nèi)轉(zhuǎn)印的制作工藝流程

是指將事先設(shè)計有不同花紋的膜片在合模前吸附到注塑模具的型腔表面，再將熔融狀態(tài)的塑膠（一般為PC+ABS）注射到模具內(nèi)，從而使膜片與塑膠融合為一體。

3. 優(yōu)點與缺點

優(yōu)點：

1）一體成型，制程簡化，降低生產(chǎn)/庫存成本及工時，縮短產(chǎn)品制造周期，提高生產(chǎn)效率；

2）各類可靠性測試均為業(yè)界最高水準(zhǔn)，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性及耐久性；

3）高自動化生產(chǎn)，保證高良品率穩(wěn)定生產(chǎn)；

4）采用自動印刷及環(huán)保油墨，符合環(huán)保要求；

5）可作多色印刷，如木紋丶炭纖維丶金屬色系等。產(chǎn)品表面紋理及坑紋可同時著色。針對透明的機(jī)構(gòu)件上，可做出半透的效果。具有立體的質(zhì)感。

6）表面硬化（Hard Coat）處理（可達(dá)3H的鉛筆硬度）具有耐磨及兼具美觀等特性。

缺點：

印刷圖案層在產(chǎn)品的表面上，厚度只有幾個微米，產(chǎn)品使用一段時間后很容易會將印刷圖案層磨損掉，也易褪色，造成表面很不美觀。另外新品開發(fā)周期長、開發(fā)費用高，圖案顏色無法實現(xiàn)小批量靈活變化也是IMR工藝無法克服的弱點。

四、模內(nèi)嵌膜（INS）

1. 模內(nèi)嵌膜成型工藝原理

將膜片預(yù)先在成型模具中通過高壓吸附形成產(chǎn)品外表面的形狀，再經(jīng)過裁邊后放到產(chǎn)品的注塑模具中，然后與熔融狀態(tài)的塑膠一起注塑成型。

圖 模內(nèi)嵌膜的制作工藝流程

2. 相比于模內(nèi)轉(zhuǎn)印的優(yōu)勢

相對于IMD工藝，INS工藝最大的優(yōu)勢在于，可以生成更大的表面拉伸裝飾。雖然增加了真空吸附和切割工裝，工序較為復(fù)雜，且單件的生產(chǎn)成本更高，但是INS工藝省掉了膜片傳送定位裝置，可直接在普通的注塑機(jī)上使用。下圖為兩種工藝所能達(dá)到的不同表面效果對比。

模內(nèi)轉(zhuǎn)印及模內(nèi)嵌膜技術(shù)的出現(xiàn)是汽車內(nèi)、外飾顏色紋理設(shè)計方面的一個飛躍，它們完全突破了以往傳統(tǒng)水轉(zhuǎn)印工藝對產(chǎn)品顏色紋理的限制，只需要切換不同的膜片，就可以實現(xiàn)產(chǎn)品表面不同顏色紋理的搭配，滿足不同客戶群體的個性化需求。相比傳統(tǒng)工藝，它們還極大地提升了生產(chǎn)效率，且工藝過程更加環(huán)保，產(chǎn)品也具有更高的耐腐蝕特性。 

3. 模內(nèi)嵌膜所用的膜片

模內(nèi)嵌膜所用的膜片與模內(nèi)轉(zhuǎn)印有所不同的是，其表面不是PET而是PMMA薄膜，整體厚度也是0.5mm，相比PET膜層，PMMA薄膜具有更好的耐磨及耐候特性。如下圖所示：

圖 模內(nèi)嵌膜厚度

目前，兩種工藝所需的膜片還沒有進(jìn)行國產(chǎn)化，而國內(nèi)主要有德國庫爾茲、日本日寫及韓國LG等幾家公司通過進(jìn)口代理的方式在國內(nèi)銷售。盡管如此，兩種工藝在汽車零部件產(chǎn)品的生產(chǎn)以及應(yīng)用已經(jīng)逐漸在國內(nèi)主流車型中得到普及。

五、水輔注塑

水輔注塑(WIT或WAIM）于21世紀(jì)初起源于德國，并逐漸在世界范圍內(nèi)得到逐步運用。它是一種在氣輔注塑（GIT）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型注塑技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷成熟，水輔注塑的運用也將越來越廣泛。目前，已有多個在汽車門拉手中的成功應(yīng)用案例。

1. 水輔注塑成型工藝基本原理

基本原理為聚合物熔體注入模具型腔中；將水導(dǎo)入熔體中，水沿著阻力最小的方向流向制件的低壓區(qū)域；當(dāng)流水在制件中流動時，它通過置換物料而掏空厚壁截面，形成中空制件，而被置換出來的物料則用于填充制件的其余部分；當(dāng)填充過程完成后，由水繼續(xù)提供保壓壓力，解決制件在冷卻過程中的體積收縮問題；待模具冷卻后，排出水并取出制件。

圖 水輔注塑的工藝流程

2. 相對于氣輔注塑的優(yōu)勢

與氣輔注塑相比，WAIM技術(shù)除了可以減小或者消除翹曲變形、避免縮痕、節(jié)約材料和降低制品的內(nèi)應(yīng)力之外，還可以用于生產(chǎn)那些壁厚更薄、更均勻且內(nèi)表面更光滑的制品。另外，由于水的導(dǎo)熱率為N2的40倍，除了普通的冷卻模具外，注水會引起塑件產(chǎn)品的內(nèi)部冷卻，因此與氣體相比，使用水后可將冷卻時間縮短達(dá)70%，而且產(chǎn)品達(dá)到脫模溫度的時間也要短得多。同時，水相對N2也要廉價很多。

缺點：需要精密控制，如果開始注入的熔體太少，水有可能穿透熔體進(jìn)入模腔。水注射的壓力必須高于熔體壓力才能將熔體推到型腔末端，對表面質(zhì)量要求高的注射成型不可行。

六、低壓注塑

1. 什么是低壓注塑

低壓注塑工藝是一種使用很低的注塑壓力將熱熔材料注入模具并快速固化的封裝工藝，以熱熔材料卓越的密封性和優(yōu)秀的物理、化學(xué)性能來達(dá)到絕緣、耐溫、抗沖擊、減振、防潮、防水、防塵、耐化學(xué)腐蝕等功效，對電子元件起良好的保護(hù)作用。

2. 成型工藝及應(yīng)用

將表皮預(yù)先放到模具內(nèi)，然后借助螺桿的推力，將已塑化好的的熔融狀態(tài)的塑膠注射入閉合的模腔內(nèi)，再經(jīng)固化定型后取得制品

圖 低壓注塑的工藝流程

低壓注塑表皮所用的材料可以是布料，也可以是PVC面料。目前該工藝已被廣泛應(yīng)用于汽車門護(hù)板、立柱護(hù)板和包裹架護(hù)板等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3. 相比于傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的包覆工藝相比，低壓注塑工藝具有以下優(yōu)點：

1）低壓注塑是將表皮材料與塑料基材融為一體，不存在脫落的可能；

2）由于沒有包覆工藝所必需的涂膠工序，低壓注塑工藝過程更為環(huán)保；

3）低壓雙層注塑零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可任意設(shè)計，表面造型的自由度相比包覆工藝更大，并且造型特征更清晰、硬朗；

4）低壓注塑的生產(chǎn)效率更高。

鑒于以上低壓注塑的特性，目前該工藝已被廣泛應(yīng)用于汽車門護(hù)板、立柱護(hù)板和包裹架護(hù)板等產(chǎn)品的生產(chǎn)。

結(jié)論

以上所介紹的幾種工藝只是當(dāng)代汽車內(nèi)飾制造工藝中的很少一部分，其他涉及的工藝還包括陰模吸覆、真皮包覆、IML、高光噴涂、高光注塑和亞光電鍍等工藝，限于篇幅本文將不再一一介紹。

來源：弗戈工業(yè)在線，艾邦高分子整理

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