汽车仪表板及其制造工艺

浅谈仪表板制造工艺浅谈仪表板制造工艺作者:浙江众泰汽车技术中心王智仪表板简称“IP（Instrument panel）”,是汽车内饰的重要组成部分。

由于具有得天独厚的空间位置，使得仪表板成为诸多操作功能的载体：驾驶者不仅可通过仪表板了解车辆的基本行驶状态，而且可对风口、音响、空调和灯光等进行控制，从而在确保安全的同时，享受到更多的驾乘乐趣。

近年来，随着技术的不断进步，更多的操作功能被集成到了仪表板中。

显然，为了确保所支撑的各种仪表和零件能够在高速行驶及振动状态下正常工作，仪表板必须具有足够的刚性，而为了减少发生意外时外力对正、副驾驶的冲击，还要求仪表板具有良好的吸能性。

与此同时，出于舒适和审美的要求，仪表板的手感、皮纹、色泽和色调等也日益受到人们的重视。

总之，作为一种独特的内饰部件，仪表板集安全性、功能性、舒适性和装饰性于一身，这些性能的好坏已成为评判整车等级的重要标准之一。

一般，不同的车型所配备的仪表板等级是完全不同的。

根据车型的配置要求，可选择适合的仪表板生产工艺，以达到降低生产成本的目的。

仪表板种类及生产工艺目前，常使用的仪表板主要包括：硬质仪表板、半硬质仪表板、搪塑发泡仪表板、阴模成型仪表板和聚氨酯喷涂仪表板等几种类型。

不同的仪表板，其生产工艺也不尽相同。

一般，硬质仪表板（注塑件）的工艺流程为：注塑成型仪表板本体零件→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件；半硬质仪表板(阳模吸塑件)的工艺流程为：注塑/压制仪表板骨架→吸塑成型表皮与骨架→切割孔和边→组装相关零件；搪塑发泡仪表板的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→真空成型/搪塑表皮→泡沬层的发泡处理→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→装配相关零件；阴模成型仪表板（阴模成型及表皮压纹）的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→真空成型/吸塑表面压纹→泡沬层的发泡→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件；聚氨酯喷涂仪表板的工艺流程为：注塑成型仪表板骨架→PU喷涂→发泡层发泡→切割孔和边→焊接主要零件（如需要）→组装相关零件。

汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。

而满足用户对汽车内饰的要求，更离不开汽车内饰的各种制造工艺。

为此，今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。

一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型，又称旋转成型，主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。

该技术起源于日本，在21世纪初才开始引进国内的，最初只在少数合资企业中得到应用，直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。

2. 优点与缺点优点：原材料来源广泛，价格便宜，有着丰富的设计和生产经验，表皮的花纹不仅清晰、美观，而且一致性非常好。

可以设计出比较复杂的型面特征，制得的产品有良好的弹性和低收缩率。

缺点：模具的投资成本大，且寿命短（一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命）；设备的投资成本大；需要不断清理模具，导致辅助工时较长。

3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度，然后将粉箱与搪塑模扣合，使之按设定的程序进行旋转。

当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后，脱开粉箱；接着，继续加热模具的外表面，使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结；最后，快速冷却模具外表面，使表皮冷却成型。

二、PU（聚氨酯）喷涂PU喷涂工艺是近几年迅速发展起来的一种新的表皮成型工艺，主要用于仪表板的表皮和护板的表皮等。

1. 成型工艺图 PU喷涂表皮的生产流程PU喷涂是指先在表皮成型模表面喷上脱模剂，而后再喷涂模内漆（可根据产品需要喷涂不同颜色的模内漆），随后喷涂液态的PU原料（可通过喷涂机械手控制表皮的厚度），最后冷却起模。

2. 相比于搪塑工艺的优势第一部分搪塑工艺和PU喷涂工艺都是软质仪表板表皮的主要制作工艺，但相对于搪塑工艺而言，PU喷涂有许多优点，比如：可实现双色仪表板表面，使得造三、模内转印（IMD）1. 模内转印概念与应用模内转印是一种在成型过程中与装饰同步进行的工艺。

现代汽车仪表板成型与加工工艺技术综述发布时间：2022-12-02T05:36:45.169Z 来源：《科学与技术》2022年8月第15期作者：王少杰[导读] 仪表板作为汽车内部装饰系统里面最重要的系统之一王少杰长城汽车股份有限公司河北省汽车技术创新中心河北保定 071000摘要：仪表板作为汽车内部装饰系统里面最重要的系统之一，它非常复杂、零件非常多的内部结构以及人们对于汽车内部装饰的舒适、美观、功能、安全等的要求推动着汽车工程师们加深对于汽车仪表板的成型工艺、加工工艺等的研究和开发，从而生产不同级别不同配置不同功能的车型以满足人们的不同需求。

本文通过对仪表板的成型工艺、加工工艺、表面装饰工艺这三个方面技术进行阐述分析，以期望为进一步推动现代汽车的仪表板内部装饰添砖加瓦。

关键词：汽车仪表板成型加工工艺技术一、引言在汽车行业快速发展的大趋势下，汽车购买者对汽车内部装饰的要求也越来也多，渐渐不满足于最开始简单的内部装饰，而是期望更美观舒适、功能多样化的内部装饰环境。

而在汽车里面仪表板是位于驾驶员的正前方，其主要配件有行驶、车速里程表、发动机转速表等等，是汽车内部装饰的重要组成部分，因此仪表板的成型、加工、表面装饰等也随着汽车行业的发展以及不同群体的汽车购买者的不同购买需求而日渐发展成熟，一起推动着工艺技术的不断前进。

二、仪表板成型生产工艺汽车仪表板根据触感不同，分为硬质仪表板、软质仪表板以及半硬质仪表板三种。

硬质仪表板是指仪表板上体直接注射成型的单层结构仪表板，表面触感较硬，常采用改性聚丙烯材料作为基材。

采用注塑成型的工艺既简单又成熟，因此普遍应用于经济型车型。

软质仪表板除仪表板骨架之外，还带有表皮和泡沫填充层结构，外观触感较软富有弹性、表面光泽度较低、很好地提升整个仪表板的质感和品位，软质仪表板成型过程涉及搪塑、发泡、焊接等多个复杂工艺技术，成本较高，多用于中高档车型；同时随着购车者对品质的日渐提升，经济型车辆也开始陆续采用软质仪表板。

汽车仪表板开发设计工艺选择在汽车中，仪表板是集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。

首先，它需要有一定的刚性以支撑其零件在高速和振动的状态下保证正常工作；同时又需要有较好的吸能性使其在发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。

针对不同仪表板，涉及的工艺及流程也有较大差异，可归纳为以下几种：1、硬塑仪表板(注塑)：注塑（仪表板本体等零件）→焊接（主要零件，如需要）→装配（相关零件）；2、半硬仪表板(阳模吸塑)：注塑/压制（仪表板骨架）→吸塑（表皮与骨架）→切割（孔及边）→装配（相关零件）；3、搪塑发泡仪表板：注塑（仪表板骨架等零件）→真空成型/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）；4、阴模成型仪表板(阴模成型及表皮压纹) 注塑（仪表板骨架等零件）→真空成型/吸塑（表皮压纹）→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）5、聚氨酯（PU）喷涂成型仪表板注塑（仪表板骨架等零件）→PU喷涂→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）1、注塑工艺及材料1.1、注塑成型的产品、设备及模具产品------全塑仪表板或发泡仪表板骨架；设备-----大型注塑机（合模力2000吨以上-3000吨）；模具----按照产品质量要求、寿命要求、设备及材料工艺要求开发的模具；1.2 注塑成型骨架材料比较1.3 加工工艺1）高压注塑工艺材料经螺杆加热后注入闭合的模具，冷却定型后开模取出。

主要产品质量问题及影响因素：2）低压注塑工艺材料经螺杆加热后注入微闭合的模具，模具二次闭合加压，冷却定型后开模取出。

低压注塑工艺主要用于生产表面有装饰面料（织物/表皮）的产品----ABC柱，门板上饰板、仪表板上饰板----产品形变较小。

优点：1、成型效率高；2、面料与骨架不用胶粘剂；缺点：成本高；……设备模具工装成本高---相对于高压注塑模；……面料成本高---相对于二次复合工艺的材料，（即包复工艺）2、阳模吸塑成型工艺阳模真空吸塑表皮-----将表面已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。

146AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计探讨汽车仪表台3D-Mesh 包覆工艺与设计熊伟军湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司 湖南省长沙市 410221摘 要： 仪表台是汽车内饰的重要零件，运用3D-Mesh 包覆设计可以达到比传统软质仪表台工艺更低的成本和更高的设计自由度。

关键词：汽车仪表台　3D-Mesh 包覆　免弱化　结构设计1　引言随着生活水平的提高，消费者对汽车内饰感知的要求也在不断提升。

汽车仪表台是汽车内饰件中最复杂、最受消费者关注的零件。

传统软质仪表台虽然触感好，但是模具工艺比较复杂，成本较高。

3D-Mesh 包覆设计是一种新的设计方法，它的工艺相对简单，不但可以提高设计自由度，还能大幅降低开发成本。

2　汽车仪表台设计工艺概述2.1　仪表台设计工艺分类汽车仪表台按使用材料的不同，可分为硬质仪表台与软质仪表台。

硬质仪表台主要是塑料注塑成型工艺；传统软质仪表台根据工艺不同通常分为以下3种：1.阴模吸塑成型工艺，2.阳模吸塑工艺，3.搪塑成型工艺。

对于以上3种工艺的仪表台来说，其构成材料不同，生产制造的成本也不一样。

2.2　传统软质仪表台设计工艺简介①阴模真空成型工艺简称IMG ，其成型分为两种，一是阴模表皮成型，其外形轮廓和纹理，类似搪塑工艺。

二是阴模复合成型，是一次完成纹理和骨架粘接，其对产品形状的设计有局限性，且模具成本高、制造周期长，模具损坏后几乎不能修复，模具寿命较短。

②阳模成型工艺是利用已有皮纹的原料，通过加热，凸模真空吸塑，将表皮吸附在模具上获得所需的表皮或复合在基材上直接获得所需产品。

它对产品圆角要求较大且易出现表面光泽度高，皮纹拉变形、损坏等缺陷。

③搪塑成型工艺，可制造出从0.5-15mm 范围内的各种形状且有连续厚度的产品。

其工艺虽然可加工形状复杂的制品，但是其模具寿命短、制造周期长、生产线设备投资大、零件成本高。

3　3D-Mesh 工艺的材料概述3Dmesh 称为3D 网布，俗称特厚三明治网眼布，也称3D 材料或者3D 间隔织物，是一款透气性，弹性，支撑性都很出色的新型纯织物材料，图1所示：3.1　3Dmesh 材料的组成与运用领域3Dmesh 材料由上、中、下三个面组成。

汽车仪表板及其制造工艺仪表板是汽车中非常独特的部件，集安全性、功能性、舒适性与装饰性於一身。

除了要求有良好的刚性及吸能性，人们对其手感、皮纹、色泽、色调的要求也愈来愈高。

汽车仪表板组成仪表板因其得天独厚的空间位置，使愈来愈多的操作功能分布於其中，除反映车辆行驶基本状态外，对风口、音响、空调、灯光等控制也给予行车更多的安全和驾驶乐趣。

因此，在汽车中，仪表板是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性於一身的部件。

首先，它需要有一定的刚性以支撑其所附的零件在高速和振动的状态下保证正常工作；同时又需要有较好的吸能性使其在发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。

随着人们对车的理解愈来愈超出其功能，对仪表板的手感、皮纹、色泽、色调也逐渐成为评判整车层级的重要标准。

仪表板通常包含仪表板本体（壳体）、仪表、空调控制系统、风道/风管、出风口、操作面板、开关、音响控制系统、除霜器、除雾器、手套箱、左盖板、饰板等零件。

大部分仪表板还包含：储物盒、驾驶员侧手套箱、扬声器等饰件和时钟、金属加强件、烟灰盒、点烟器、杯托等功能性零件；部分中高档汽车设计有卫星导航系统、手机对讲系统、温度传感系统等高端产品。

仪表板的分类仪表板按安全性可分为无气囊仪表板和附气囊仪表板（针对副驾驶）。

目前国内只有少数中高档次的轿车配备气囊仪表板，随着人们对安全性的重视，客户对附气囊仪表板需求加大，主机厂也将此作为买点之一。

气囊打开在保护乘客的同时，也可能伤害乘客，尤其是儿童。

因此，国际上部分新车型的仪表板气囊已开始加装开关。

为气囊的正常开启，在气囊上方多设计有气囊盖板，在其打开时释放气囊。

但其与仪表板匹配处存在可视装接线，影响整车美观。

为此，近年愈来愈多车型的仪表板设计为无缝气囊仪表板。

既能保证气囊正常开启，又无可视装接线。

仪表板按舒适性可分为硬塑仪表板、吸塑仪表板和半硬泡软质仪表板。

仪表板本体以注塑工艺制成的为硬塑仪表板，因其工艺简单、投资低等优势而被广泛应用，尤其是中低档车。

汽车内饰主流的六大制造工艺随着汽车技术的快速发展，大量的新技术、新材料和新工艺在汽车上得到广泛应用尤其是对汽车内饰的精致性、舒适性和豪华性要求越来越高。

而满足用户对汽车内饰的要求，更离不开汽车内饰的各种制造工艺。

为此，今天小编针对当前汽车内饰的主流制造工艺及应用情况进行了介绍。

一、搪塑成型1. 什么是搪塑成型搪塑成型，又称旋转成型，主要用于制作软质仪表板和门护板的表皮。

该技术起源于日本，在21世纪初才开始引进国内的，最初只在少数合资企业中得到应用，直到近几年才在国内的自主品牌中开始逐步应用。

2. 优点与缺点优点：原材料来源广泛，价格便宜，有着丰富的设计和生产经验，表皮的花纹不仅清晰、美观，而且一致性非常好。

可以设计出比较复杂的型面特征，制得的产品有良好的弹性和低收缩率。

缺点：模具的投资成本大，且寿命短（一般模具的质量保证只有2~3万次表皮寿命）；设备的投资成本大；需要不断清理模具，导致辅助工时较长。

3. 成型工艺原理图搪塑工艺先将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度，然后将粉箱与搪塑模扣合，使之按设定的程序进行旋转。

当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后，脱开粉箱；接着，继续加热模具的外表面，使模具内表面的搪塑表皮得以塑化烧结；最后，快速冷却模具外表面，使表皮冷却成型。

4. 搪塑成型所用的原材料搪塑成型所用的原材料主要为PVC和TPU。

PVC的原材料来源广泛，价格便宜，且已经应用多年，有着丰富的设计和生产经验，目前主要被大多数中、低档汽车所采用TPU是21世纪初新兴的一种原材料，相对于PVC其密度更小，且不含有毒、有害物质，更加环保，目前已经在国外一些中、高档车型中开始应用。

5. PVC搪塑表皮的工艺缺陷及原因分析在实际生产过程中PVC搪塑表皮还存在下表所示的工艺缺陷。

表：搪塑PVC表皮工艺缺陷表是指将事先设计有不同花纹的膜片在合模前吸附到注塑模具的型腔表面，再将熔融状态的塑胶（一般为PC+ABS）注射到模具内，从而使膜片与塑胶融合为一体。

汽车内饰常用表皮材料随着汽车在安全和环保方面的发展,人们对汽车饰件在安全性及环保性方面的要求也越来越高。

以汽车仪表板来说,一个好的仪表板不仅要有设计新颖美观的外形,舒适的手感,而且还需具有优良的高低温性能及优良的散发特性。

鉴于此,对仪表板表皮制造的材料及工艺就提出了更高的要求。

以下以仪表板为例对内饰常用的表皮材料及成型工艺进行介绍。

1.搪塑成型工艺表皮搪塑工艺是对带皮纹的搪塑模具背面或整体进行加热,模具和搪塑粉末的粉箱对接后旋转或一边加热一边旋转,粉箱中的塑料粉体自然落入模具中熔化,热模表面上就会形成一个形状与模具一致的带皮纹的表皮,然后取下粉箱,对模具进行冷却后人工取下得到的表皮。

搪塑工艺是当前一项成熟并使用广泛的成型工艺,其加工成型工艺简单,是目前应用最广的工艺。

目前,搪塑模可采用的皮纹也越来越广,如缝纫线( Stitch line),主要材料有PVC、TPO、TPU粉料,但由于其传统的冷却方式为水冷却,因此造成了模具使用寿命较短,搪塑模成本很高,目前随着加工设备的改进,采用了空气冷却的冷却方式,搪塑模的使用寿命已经得到很大的提高。

1)PVC材料PVC材料具有良好的手感、花纹成型性,以及耐热、耐光老化、防起雾等性能,而且PVC 材料价格便宜,因此,目前PVC占据了搪塑成型工艺的绝大部分市场。

但由于PVC在抗老化性、增塑剂迁移等方面存在问题,并且PVC材料的玻璃化温度较高,材料在低温环境下发脆易造成无缝气囊仪表板在低温(-35℃)状态爆破时,气囊区域PVC表皮碎裂而飞出,对乘客产生安全隐患。

因此,出于安全及环保原因,PVC搪塑的占有率正逐渐下降,目前世界市场上正在开发PVC的替代材料,如玻璃化温度低且环保的搪塑材料TPU、TPO搪塑粉料。

2)热塑性聚氨酯TPU热塑性聚氨酯TPU是一种热塑性弹性体,它结合了橡胶的物理和力学性能,具有优良热塑性及工艺加工性,是PVC材料的一种理想的环保型替代材料,TPU具有以下优点：(1)TPU是一种环保型的材料,可回收循环使用。

汽车设计：仪表板表皮加工技术的介绍及最新进展搪塑成型表皮（Slush Moulded Skin）搪塑工艺是对带皮纹的搪塑模具（采用镍制壳）对背面或整体进行加热，模具和搪塑粉末的粉箱对接后旋转或一边加热一边旋转，粉箱中的塑料粉末自然落入模具中融化，热模表面上就会形成一个形状与模具一致的带皮纹的表皮，然后取下粉箱，对模具进行冷却后人工取下得到的表皮。

模具的加热主要通过热风，热砂或热油来进行。

冷却的话通过冷油，冷冻空气或冷水等媒介。

每一个成型周期都是一次模具的加热和冷却过程，温度从四五十度升高到二百多度，再降低到原来的四五十度，时间也就是五六分钟，因此模具受到的热应力冲击很大，主要是用镍作为原料加工。

模具的寿命很短。

一般就是2~4万次。

目前全球的汽车仪表板搪塑模具制造商只有五六家，都在日本和德国等发达国家，而且由于其制作过程很大程度上依赖于技术熟练的技师，因此成本相对来说比较高。

搪塑工艺加工出来的表皮的花纹均匀，手感好，表皮的厚度均匀性也相对好，生产过程便于控制，易于掌握，但生产过程中的能耗很大的。

搪塑表皮的设计宽容度在现有的几种模塑表皮技术里面是最高的。

搪塑表皮的R角最小只能加工到1。

5毫米，再小的话，模具在承受热应力冲击时会损坏。

目前在中国的汽车行业内，PVC搪塞塑表皮被广泛应用在各种中高档车型的仪表板上,几乎超过80%的中高档车型采用了PVC材料。

因为PVC具有比较低的成本，比较成熟的应用历史，因而是很多公司的设计人员的首选。

但PVC的环保方面的不足及低温脆性一直为行业内人士所诟病。

因为低温脆性可能导致安全气囊的低温爆破实验不能通过。

另外一种用得比较多的材料是热塑性聚氨酯（TPU），主要是在日本的中高档车上，例如丰田的凯美瑞，日产的08款天籁，马自达6等。

与PVC 相比，TPU 的优点是：抗紫外线和长期热老化性能好，密度低15%，且可在原用PVC 的加工设备上生产。

其材料价格大概比PVC 高出3 倍多。