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2021-10-10198868作者:启飞汽车设计
仪表板的加工工艺系统介绍
仪表板生产的主要工艺:针对不同仪表板,涉及的工艺及流程也有较大差异,可粗略归纳为以下几种:
1、硬塑仪表板:注塑(仪表板本体等零件)→ 焊接(主要零件)→ 装配(相关零件) ;
2、半硬塑仪表板:注塑(仪表板骨架)→ 吸塑(表皮与骨架)→ 切割(孔及边)→ 装配(相关零件) ;
3、软质仪表板: 注塑骨架→真空成形 ( 阴模吸塑表皮 )/ 搪塑(表皮) → 发泡(泡沫层)→切割(边、孔等)→ 焊接(主要零件,如需要)→ 装配(相关零件)
具体涉及的主要工艺如下:
1)注塑工艺将干燥后的塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融后注入模具中冷却成形,是仪表板制造应用最广泛的加工工艺, 用来制造硬塑仪表板本体、 吸塑和软质仪表板的骨架及其它大部分相关零件。硬塑仪表板材料多使用 PP,仪表板骨架的材料主要有 PC/ABS、 PP、PPO(PPE)等改型材料。
其它零件则根据作用、结构和表观要求的不同另选择 ABS、PVC、PC、PA 等材料。注塑工艺在四、五十年代迅速兴起后,得到了大力发展,经过在设备、模具上的不断增加、 改造、选装不同用途的设备, 使注塑工艺形成多种分工艺, 比如气辅注塑、嵌件注塑、双色注塑等。
① 气辅注塑是气体辅助注塑的简称,发明于八十年代初,推广于九十年代,是将熔融塑料粒子注入模具的同时注入一定量的惰性气体, 并通过气路、 结构的设计和工艺控制使零件的特定区域形成中空结构的注塑工艺。
中空结构的形成增强了零件的机械性能的同时减少了零件壁厚, 改善零件外观, 降低了材料成本和成形周期。因此该工艺不仅在汽车制造业得以应用,在家电制造业得到长足的发展,主要应用于结构件,尤其是有外观要求的结构件。近年用水代替惰性气体的研究与应用也取得了一定成果;
② 嵌件注塑在家电业较普及,在仪表板生产中各电器开关的制造均采用该工艺。它是将需嵌于注塑件的金属零件在注塑前置于模具内,注塑后熔融的塑料将其部分包覆成为零件;
③ 双色注塑:在双色注塑机上, 在同一生产周期内向专门的注塑模内同时 / 先后注射不同颜色 / 种类的原料, 使产品具有不同的外观 / 性能, 但因其在设备和模具的巨大投资而逐渐被二次注塑取代。二次注塑就是注塑零件为嵌件的嵌件注塑, 主要应用于机械性能和外观要求较高的零件,材料选择是该工艺的关键。
2)真空热成形工艺该工艺将表皮片材加热到玻璃点软化温度,在密闭的型腔内加注气体使其得到一定拉伸,进而以真空吸附于有温控模具冷却并得到产品。主要用于仪表板表皮和外观要求高的零件生产, 材料主要为 PVC/ABS。因环保的要求, 八十年代开始新材料的研发, 近年 TPO和 TPU有一定的应用。
①阳模吸塑成型工艺将表面带有花纹的片材进行加热, 当表皮达到拉伸成型温度要求时, 上升阳模, 使加热表皮与阳模形成直空腔,开启阳模真空抽吸系统,使表皮紧贴于阳模表面,冷却后脱模,制得定型的表皮,成型表皮即可转入下道发泡成型工序。
阳模吸附成型工艺的优点:模具投资小, 寿命长 , 生产效率高 , 设备投资只有搪塑设备的1/3 -1/4 。缺点:表皮花纹易损失。表面花纹是预制的,花纹损失随着表皮的拉伸度增大而增大。
当拉伸较大时,细皮纹就会使皮纹消失,粗皮纹会淡化形成明显的视觉差,影响美观。外观设计局限。由于阳模真空成型的工艺特征, 决定了阳模吸塑加工对产品阴阳角尺寸的局限性,一般R角都设计在 R1.5以上,给产品外观设计带来了局限。
②阴模吸塑成型工艺阴模吸塑成型技术是阳模真空吸塑与搪塑技术的有机结合, 它是一种模热成型技术。热的不带皮纹的片材( 0.8mm 表皮 TPO+2.0mm 泡沫)被放置在发泡层与阴模的型腔之间,通过真空吸附使片材与模具型腔 (模具型腔已制作皮纹) 接触, 冷却后片材收缩离开与发泡层吸附贴合成型。
阴模吸塑成型工艺不会出现皮纹拉伸变形现象, 而且可以在一个零件上实现不同的皮纹形式,皮纹均匀清晰,手感好。随着汽车内饰件生产工艺的不断发展,欧洲和日本的饰件企业率先应用全新的成型工艺阴模成型及表皮压纹, 并广泛应用于汽车仪表板和车门内护板的生产制造中。
阴模吸塑成型工艺流程:阴模成型优点:可以在一个零件上实现不同的皮纹形式, 表面花纹效果接近搪塑,模具寿命比搪塑提高 3-6倍,生产效率高。缺点:材料利用率低,设备要求高,模具的一次投入高,设计自由度不高(小于 1mm的R角没有办法加工),多种颜色的使用受到限制。
3)搪塑工艺将粉末原料均匀撒布于加热的模具表面, 使其熔融并保持一定时间, 使物理、 化学双重反应充分进行后冷却定性, 得到模具形状的产品。不同的加热方式对产品质量、 模具寿命等起决定作用, 主要有气加热、 油加热和砂加热等方式。该工艺主要用于高档车仪表板等手感、视觉效果要求高的产品。目前材料主要是 PVC,也是基于环保要求, TPO、TPU 等材料有一定的应用。
4)聚氨酯喷涂工艺聚氨酯 (PU)喷涂工艺是近几年迅速发展起来的一种新工艺, 相对搪塑工艺而言有许多优点。比如:可实现双色仪表板表面,使得造型设计更灵活,设备也相对简单,能源消耗大减少,尤其是近几年 PU粉状原材料的降价,使得利于回收的 PU表皮价格有可能与传统的 PVC搪塑表皮竞争。
制作 PU喷涂的仪表板表皮的主要工艺如下 (详见视图) :在模具上喷脱模剂→喷漆 (颜色)→喷 PU原料形成表皮(由机械手控制在不同地方的厚薄)→冷却→取出表皮
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