一張圖看懂汽車前端模塊設(shè)計(jì)工藝

圖：汽車前端模塊

汽車前端模塊化正在使乘用車的設(shè)計(jì)和組裝發(fā)生革命性的變化。傳統(tǒng)的汽車前端至少含有20-30個(gè)零部件，模塊化設(shè)計(jì)可將其降低到個(gè)位數(shù)，甚至只有一個(gè)！回復(fù)【汽車】，查看更多文章

以2002款寶馬Mini Cooper為例：采用長(zhǎng)纖維增強(qiáng)PP（30%玻纖）注塑成型的全復(fù)合材料設(shè)計(jì)，相比以前，重量降低了30%，成本降低了25%，減少了20個(gè)部件。

下面通過(guò)一張圖，我們來(lái)看看汽車前端模塊的設(shè)計(jì)工藝：

圖：汽車前端模塊設(shè)計(jì)工藝

汽車前端模塊一般采用玻纖/長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PA或者長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP，通過(guò)模壓或者注塑成型得到成品。其中，注塑成型包括兩類：全塑料和金屬/塑料復(fù)合；金屬/塑料復(fù)合又包括模內(nèi)組裝和模后組裝。

一．模壓成型

圖：模壓成型

模壓成型：先將粉狀，粒狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓而使其成型并固化。

該工藝主要應(yīng)用于熱固性塑料和復(fù)合材料。優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、變形小、原料損耗小，缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低、成型周期長(zhǎng)、難以大規(guī)模生產(chǎn)。

1.聚丙烯 D-LFT

聚丙烯作為通用塑料材料之一，具有優(yōu)良的綜合性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、較好的成型加工性能和相對(duì)低廉的價(jià)格。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP可以增加PP的力學(xué)性能，可達(dá)到工程塑料的級(jí)別。

聚丙烯 D-LFT是將PP和連續(xù)的長(zhǎng)玻纖通過(guò)螺桿剪切共混“一步法”得到產(chǎn)品。具體生產(chǎn)工藝如下圖所示：

圖：LFT-D工藝流程

改性PP按量進(jìn)入螺桿中，在螺桿的作用下混勻熔融；玻纖被切斷均勻進(jìn)入螺桿中，和熔融PP共混剪切；PP、玻纖共混物經(jīng)過(guò)模壓成型得到制品。

2.聚丙烯 GMT

聚丙烯GMT片材是指以連續(xù)玻璃纖維氈或短切玻纖氈和PP樹(shù)脂復(fù)合而成的一種片狀模塑料，通常是兩層玻璃纖維氈復(fù)合三層PP樹(shù)脂薄膜層。

聚丙烯GMT片材耐化學(xué)性好，強(qiáng)度/重量比大，在高、低溫環(huán)境中的抗沖擊性能優(yōu)良。具體工藝如下：

圖：GMT工藝流程

玻璃纖維氈通過(guò)裁剪得到特定形狀的片材，坯料（改性PP）先預(yù)熱，然后鋪在片材上一起模壓成型，后處理得到產(chǎn)品。

二．注塑成型

相對(duì)模壓成型，注塑成型由于自動(dòng)化程度高、周期短，較易能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。但注塑成型要求原料具有非常好的流動(dòng)性能，對(duì)原料提出了較高的要求；一般而言，注塑制品力學(xué)強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性不如模壓成型。

汽車前端模塊注塑成型用的材料主要有：玻纖/長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PA、長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP。這兩類材料屬于LFT-G：先得到12mm 的LFT-G粒料，粒料通過(guò)注塑得到制品。

圖：LFT-G粒料

1.金屬/塑料復(fù)合

塑料和金屬的結(jié)合一般可以通過(guò)兩種方法：模內(nèi)注塑和卡扣、鉚釘?shù)任锢砬督印?/span>

1）模內(nèi)注塑/組裝是在塑料注塑階段將金屬夾持在模具內(nèi)，通過(guò)注塑即得到一體化的汽車前端；這種工藝周期短、性能優(yōu)良、前期投入較大。主要技術(shù)有：

◆ 朗盛專利技術(shù)

◆ HBPO專利技術(shù)

◆ 通用專利技術(shù)

◆ 包扎技術(shù)

2）模后組裝是在注塑過(guò)后進(jìn)行，塑料件和金屬件通過(guò)塑料鉚釘熱壓、鉚接、粘接（膠水）、凸緣沖壓連接等連接。這種工藝工藝簡(jiǎn)單、耗時(shí)長(zhǎng)。

2.全塑結(jié)構(gòu)

全塑結(jié)構(gòu)相對(duì)金屬/塑料復(fù)合工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短；但關(guān)鍵的承力部位易損壞，故要求塑料的力學(xué)性能較好。

三．GMT、LFT-G、LFT-D的工藝比較

GMT、LFT-G、LFT-D常常應(yīng)用在汽車零部件上。如第一幅圖所示：GMT、LFT-D主要用于模壓成型，LFT-G主要用于注塑成型。那么做汽車前端等模塊產(chǎn)品該如何選擇工藝？我們通過(guò)下表看看：

表：GMT、LFT-G、LFT-D的工藝比較

推薦閱讀：

塑料人注意了！國(guó)內(nèi)400多家汽車內(nèi)外飾企業(yè)名單及地區(qū)分布

為什么福特公司用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP，而不是短玻纖增強(qiáng)PP？

海源機(jī)械：長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料的三大制造工藝揭秘！

車用塑料入門課程：手把手教你看懂內(nèi)外飾塑料件！

回復(fù)【汽車】，查看更多

加入汽車產(chǎn)業(yè)鏈交流群，請(qǐng)加微信：13058121209或18320928915 ，并注明“汽車+您的公司”。

或長(zhǎng)按下圖識(shí)別二維碼即可添加小編微信，請(qǐng)注明“汽車+您的公司名稱”

閱讀原文，申請(qǐng)加入汽車產(chǎn)業(yè)鏈交流群（請(qǐng)注意選擇汽車塑料群哦）

↓↓↓

始發(fā)于微信公眾號(hào)：艾邦高分子