汽车仪表板及制造工艺
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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。
汽车仪表板及其制造工艺仪表板因其得天独厚的空间位置,使越来越多的操作功能分布于其中,除反映车辆行驶基本状态的仪表外,对风口、音响、空调、灯光等的控制也给予行车以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、舒适性与装饰性于一身的部件。
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越来越超出其功能本身,对伸手可及、举目必望的仪表板,其手感、皮纹、色泽、色调也逐渐成为评判整车层级的重要标准之一。
仪表板的组成仪表板通常包含的零件有: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有: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。
(如附图一)仪表板的分类按照安全性来分,仪表板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。
而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,近年越来越多车型的仪表板被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。
按照舒适性来分,仪表板可分为硬塑仪表板、吸塑仪表板和半硬泡软质仪表板(其剖面如图二)。
仪表板本体为注塑工艺制成的仪表板为硬塑仪表板,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。
其中有局部或全部涂装饰漆或软触漆,以改善外观、增加色调或提高质感。
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。
汽车内饰主流的六⼤制造⼯艺⼀、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表⽪⼯艺缺陷表项⽬缺陷原因分析1表⽪褶皱产品被揉搓造成褶皱,脱模后产品未定型或没按规定保存。
2表⽪料渣粉盒中料渣过多,与膜剂贴合不好3表⽪粘模模具温度过⾼,丝状料渣掉到模具上或粉盒与模具贴合不好4表⽪脱模机痕脱模机喷涂不均匀,脱模机流挂或未清洗⼲净5表⽪⽔剂模具冷却位置密封不好,模具未清洗⼲净或未吹⼲6光泽超标脱模机清洗不均匀,模具未清洗⼲净⼆、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。
汽车仪表板的制造技术与设计分析石卉(延锋汽车饰件系统有限公司,上海200233)汽车仪表板是汽车内饰中的主要部件。
上面集成了转向系统,空调系统,娱乐系统及其人机界面。
还有着储物功能和装饰作用,同时在碰撞中为前排乘客提供一定的缓冲保护。
因此,仪表板的设计和制造是一个比较复杂的系统工程。
以下将对仪表板设计与制造工艺做简单的介绍。
1汽车仪表板的产品设计1.1汽车仪表板产品设计的特点仪表板产品设计特点与其结构布置特点有关。
仪表板驾驶侧主要布置有组合仪表,转向管柱,组合开关,大灯开关,驾驶侧出风口,侧除霜出风口,有的布置有膝部气囊。
仪表板中央区域一般布置有娱乐系统,空调控制开关,中央出风口,有的还布置有杯托、储物盒等。
仪表板副驾驶区域一般布置有副驾驶气囊,副驾驶侧出风口,手套箱,侧除霜出风口等。
结构设计要做到简单,才能将成本进行降低。
仪表板具有一定的复杂性,要根据造型特点和产品功能特点,或者出于尺寸的原因,对零件进行拆分合并,实现比较快速的装配,并且可以将成本进行降低,最大的问题就是需要实现简化设计。
由于需要不断开发新的车型,设计阶段会花费大量的资金,计算机辅助设计和分析的应用可以适当降低成本。
运用3D模型DMU运动模拟可以检查模拟装配可行性;运用CAE辅助分析,可以在3D模型阶段对产品性能比如模态、头碰、刚度等进行分析,并根据分析结果更改优化设计。
通常根据项目需求,CNC快速成型样件和软模样件也被需要用来进行匹配和验证。
1.2汽车仪表板的总布置设计仪表板的布置需要满足前方视野法规、头碰法规及符合人机工程。
人机方面包含视觉和空间。
视觉方面,在满足前方视野法规之外,还要满足仪表、娱乐系统屏幕反光的人机要求。
对于仪表板的表面需要实现消光处理,仪表板上方的零件应该满足一定的光泽度要求,不能太亮,这样驾驶员的驾驶感觉才会做到舒适安全。
空间方面,手脚活动的范围、肘部活动的空间等;扶手,拉手等的布置位置高度是否处于人机舒适状态;对仪表板上需要手操作的零件,如换挡手柄、空调开关、出风口调节等等的布置和结构应该处于易操作的状态。
ID 号:4584297 受控文件 开始:沈可林 提起人:沈可林 会签:张磊 批准:丁勇 发布指定:沈可林 归档日期:2008-04-10 08:00:40 编码:3、设计原则:在符合相关的法律法规下,是全新开发还是部分借用已有车型相关的零部件;4、法规:国内外相关的法律法规;5、车型配置表:考虑不同的配置需不同的零部件,其在仪表板上的布置;6、主要尺寸:对总体的设计和布置有一个大概的轮廓;7、系统特征:从发动机、底盘、车身、附件、电器等方面对其有一个更为具体的定义;8、国内外同类车型的比较:了解国内外同等竞争车型的相关数据,找出其不足,为更好的开发积累资料。
二、仪表板设计开发的一般流程1、一般得有油泥造型,如下图所示,在油泥上可方便的布置出主要的借用件(四个出风口总成、组合仪表等),预留将要开发的零部件的空间位置。
可方便的进行人机工程检验。
2、根据油泥造型逆向做出油泥光顺的外曲面,根据油泥造型进行仪表板上各零件的总布置,首先进行人体工程分析,如下图所示为CK-1车95%的人体模型分析示意图,同时还得进行5%的人体模型分析。
根据总布置分析来调整仪表板上不符合要求的地方,使其尽量满足各方面的要求。
3、根据油泥造型和总布置确定仪表板的分块,目前国内家轿市场上仪表板主要有两大类:a.整体式,仪表板为一个整体;b.上下两块式,仪表板分为上块和下块。
如下图所示,上图为整体式,下图为上下两块式。
4、确定了仪表板的分块后,接着就要从仪表板与车身的定位、固定来综合考虑仪表板与各部分的结构了:a、根据空调和四个出风口的布置位置确定左、中、右通风管道的空间位置及形状;b、根据前风挡玻璃的位置确定仪表板上除霜口的开口位置,根据后视镜的位置来确定左右侧除霜口的开口位置,根据各除霜口的位置情况及仪表板内部空间来确定除霜管路的形状。
c、根据法规确定副安全气囊的空间位置。
d、根据总布置确定CD/DVD的空间位置。
e、根据总布置确定各电器部件的空间位置。
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。
汽车仪表板及其制造工艺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。
其中有局部或全部涂装饰漆或软触漆,以改善外观、增加色调或提高质感。
吸塑仪表板是在注塑或压制骨架外吸附并粘结或在注塑时复合表皮,使其外观有皮质感。
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。
汽车仪表板及其制造工艺延锋伟世通汽车饰件系统有限公司武文光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。
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。
其中有局部或全部涂装饰漆或软触漆,以改善外观、增加色调或提高质感。
吸塑仪表板是在注塑或压制骨架外吸附并粘结或在注塑时复合表皮,使其外观有皮质感。
半硬泡软质仪第 1 页共5 页表板是在表皮和骨架之间填充有聚氨酯泡沫,既提高触感又增加吸收能量的能力。
目前半硬泡软质仪表板的表皮主要有真空热成形表皮和搪塑表皮。
前者是传统的仿真皮工艺制成;後者在近年因其花纹均匀、无内应力、设计宽容度高等特点被广泛应用,并得到客户高度认可,将成为中高档车主导。
按驾驶方向仪表板可分为方向盘左置仪表板和右置仪表板。
在英联邦国家和日本为左侧通行、右侧驾驶,使用方向盘右置仪表板;其它国家反之。
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:-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);-半硬泡仪表板: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);-半硬泡仪表板:注塑(仪表板骨架等零件)真空成形/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:注塑工艺将乾燥後塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融後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、SMA、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、五十年代迅速兴起後,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:如气辅注塑、顺序阀注塑、复合注塑、嵌件注塑、双色注塑、二次注塑等。
-气辅注塑是气体辅助注塑的简称,发明於八十年代初,推广於九十年代,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,主要应用於结构件,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;第 2 页共5 页-顺序阀注塑:在九十年代由附有热流道模具的注塑演化而来,是通过与设备连锁的阀门,控制模具热流道的不同浇口的开闭,从而控制料流的注塑工艺。
该工艺适於薄壁长流程的产品,降低对设备锁模力的要求,优化表面质量,缩短成形周期;-复合注塑是在注塑模的动模一侧放置与模具形状吻合或无形状的片材後注塑成形,使产品具有两层的结构同时有模具赋予的形状。
其优点是减少了加工工序,产品表观质量好,零件间粘结力强。
因其有形状片材在与模具配合时需精密控制,而无形状的平面片材需达到零件拉伸要求。
因此该工艺在仪表板制造中应用?围很少,而在门内饰板和装饰板/ 条有一定的应用;-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。
它是将需嵌於注塑件的金属零件在注塑前置於模具内,注塑後熔融的塑料将其部分包覆成为零件;-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/先後注射不同颜色/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,主要应用於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。
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,进而以真空吸附於有温控模具冷却并得到产品。
主要用於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在欧、美、亚都有一定的应用。
搪塑工艺将粉末原料均匀撒布於加热的模具表面,使其熔融并保持一定时间,使物理、化学双重反应充分进行後冷却定性,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,主要有风加热、油加热和砂加热等方式。
该工艺主要用於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,也是基於环保要求,TPO、TPU 等材料的开发基本完成,等待产品的验证阶段。
发泡工艺将聚醚和异氰酸酯充分混合後注入模具的表皮与骨架中间、交联固化,在其间形成要求形状泡沫的加工工艺,泡沫连接了表皮与骨架,又改善零件的手感。
该工艺是软质仪表板第 3 页共5 页生产的必须工艺,分开模浇注和闭模浇注。
-开模浇注是在模具开启状态下将发泡料浇於表皮内侧,然後放置骨架、关闭模具,使其交联固化,该工艺宽容性高,设计自由度大;-闭模浇注是在模具中放好的表皮与骨架之间注入发泡料,使其交联固化的发泡工艺,该工艺的工艺稳定性好,设备投入低,但设计难度大。
油漆工艺油漆工艺是在零件表面喷涂油漆,使油漆在与基材反应的同时自身交联固化形成漆膜。
油漆有单组份油漆和双组份油漆;基材有金属和塑料件之分,仪表板制造多指塑料件,塑料件又分极性和非极性材料。
极性材料多可直接喷涂,如ABS、PVC/ABS等;非极性材料需预处理或喷底漆,火焰处理和等离子处理等预处理技术也日臻成熟。
对仪表板零件进行油漆主要是改善外观,根据主要不同由有装饰漆和软触漆之分。
软触漆不仅改善外观,而且大大改善手感,成为近年中高档车追求的工艺。
切割工艺近年随着各种新工艺在切割中得到应用,切割工艺也向多元化发展,冷冲、热刀切割、冷刀切割、水刀切割、激光切割、铣切割在仪表板制造中发挥重要作用,并将很多设想成为可能。
-冷冲是利用上下金属模的剪切作用分割零件的传统切割工艺,发展趋势是将多工位通过模具和油路的设计向单工位集成;-热刀切割是利用加热的刀具切割塑料零件的工艺,主要用於脆性材料或控制深度的切割;-水刀切割利用高压水在细小的喷头释放,形成高压高速的水柱冲击产品使其断裂,并机器人带动高压水喷头移动形成切割的工艺。
其优势是无需模具投入、多种产品共用、高柔性;-激光切割是利用激光束携带的能量灼烧产品,机器人带动产品移动,形成切割的新兴的塑料切割工艺。
主要应用於严格控制切割剩馀厚度的产品,目前主要是硬塑无缝气囊仪表板制造;-铣切割是将金属加工工艺在解决高速灼烧和缠绕後应用於塑料的典型工艺。
焊接工艺焊接工艺将两个相同或不同热塑性材料的零件,通过一定方式将其连接处熔融後重新第 4 页共5 页交联形成一体的成形工艺。
根据能量来源不同可分为超声波焊接、振动摩擦焊接、热风焊、热板焊等。
装配工艺装配工艺是仪表板生产必不可少的工艺,通过卡角、螺丝、粘结、焊接等方法将各种零件组合在一起形成产品。
根据装配方式不同,在生产管理上分为流水线装配和单工位装配。
仪表板的生产中针对不同的零件和要求,还有很多工艺门类,如水转印、吹塑、植绒、电镀等,在仪表板的制造中起着不可或缺的作用。
随着现有工艺经验的积累,各工艺门类日臻完善;科学技术的发展给新工艺的产生创造无限机会。
两者的结合给仪表板工艺发展描绘美好蓝图,同时也给整车填色,满足消费者多元化和高性价比的要求。
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