一、汽車儀表板、內外飾件的專業特點
中國的汽車工業起步於50年代,汽車裝飾件行業,卻起步於80年代,隨著上海SANTANA、一汽大眾JETTA、武漢Citrorn 富康的引進國產化而起步。承擔這些引進車型裝飾件國產化項目的也是以民用、一般工業用塑料廠、地毯廠、紡織廠、膠粘劑化工廠、塗料化工廠為主,一些前輩廠如:上海延鋒機模廠(現在的延鋒偉世通)、上海汽車地毯廠,山東文登汽車地毯廠、上汽空,長春一汽內飾件廠(現在的富奧江森)、揚州塑料二廠等。但是這個行業發展得非常迅速,從1990年到2000年,汽車裝飾件行業在全國遍地開花。湧現出了一大批國有骨幹企業和更大一批中小民營企業。例如:上海延鋒偉世通、寧波華翔、遍地的江森/李爾、台灣全興子廠、武漢雲鶴、常熟汽車內飾材料廠、煙台華潤、一汽富奧江森等。
技術發展現狀
(1)關鍵、高品質原材料需要進口。例如生產高檔儀表板表皮用的搪塑PVC粉料,法國的大約30元/kg。生產塑料燃油箱的HMHDPE,也要進口歐美、日本原料。國內原料質量不夠好。例如齊魯石化引進美國聯碳HDPE技術生產的1158 1.17萬元/噸.很便宜。
(2)關鍵、高品質設備需要進口例如:大型高壓水切割機、高端PU發泡流水線、儀表板表皮搪塑設備等。
(3)越是大型企業,對國外技術、設備、模具、工裝依賴程度越高。相反那些中小企業,由於資金實力不是那麼大,為了生存,被迫要做一些事情。
人才發展現狀
(1)沒聽說哪個大學開設汽車“裝飾件專業”課程。
(2)汽車裝飾件是一個新興的邊緣交叉學科,需要技術人員了解汽車、機械、油漆、膠粘劑、塑料、橡膠、皮革、紡織、服裝等知識。
(3)這個行業的技術人員,一般是“半路出家”,學汽車、機械轉來做裝飾件的多,自學的多。上學就苦,自學更苦。
(4)從配件廠跳到主機廠的工程師比從主機廠跳到配件廠的多。
二、汽車儀表板介紹
(1)儀表板的產品結構、材料、標準、設備
ABS/PVC複合表皮+PU泡沫+骨架
●表皮屬於塑料合金,厚度大約在1.0-1.5mm,一般采用1.2mm的。長春一塑生產,大約18元/kg。大眾標準:耐寒-40℃,耐熱120 ℃;斷裂伸長率150-240%;拉伸強度18-20N/mm2;肖氏硬度52-58。回彈率30-35%;壓縮變形率(70 ℃,50%壓縮,22h)12-15%
●PU泡沫(聚氨酯半硬泡),密度120 ± 30kg/m3
●骨架材料:ABS注塑成型、金屬衝壓焊接、或紙漿。熱變形溫度≥90 ℃
汽車儀表板、內外飾件的專業特點儀表板生產工藝:
表皮加熱→表皮成型→表皮放入發泡下模骨架安置在發泡上模→按比例定量灌入PU混合液(100:42-50)→合模發泡(模溫25-45 ℃)→大約7-10分鍾後開模取件,然後的輔助工作就是切割邊緣、開孔、安裝一些附件等。
儀表板總成技術要求:
●儀表板外形(包括骨架)符合圖紙、數模要求,滿足裝配需要。
●各原材料要符合相應的要求。
●表皮色澤均勻、不眩目,無雜質,允許局部有皮紋變淺,但不允許拉光。
●輪廓線條清晰,修邊園順無缺,表麵無破損,各層粘接良好,無剝離現象。
●輪廓線上不允許有影響外觀的泡沫空洞,其餘部分允許有不大於Φ8的泡沫空洞。不影響外觀的情況下,允許修補。
●儀表板在溫度(100±3)℃時放置4 h後,不應有破損、安裝性能下降、強度下降、發粘和異味等異常現象出現,各部位變形量與試驗前相比應不大於3.0 mm。儀表板經5次耐熱循環後,不得出現破損、安裝性能下降、強度下降、零件發粘和異味等現象。 注:100 ℃×1 h→室溫×30 min→-30 ℃×1 h→室溫×30 min為一次循環。
●耐機械振動要求:儀表板分別在室溫(20 ℃±2 ℃)、高溫(60 ℃±2 ℃)、低溫(-20 ℃±2 ℃)的條件下,進行變頻範圍為(8~50) Hz, 加速度為35 m/s2,掃描時間為10 min的上下振動,要求共振點在35 Hz以上,其它頻率範圍不發生共振。
儀表板搪塑表皮+PU泡沫+骨架
與a類結構類似,不同的是表皮是采用PVC粉料、搪塑機成型表皮。成本較高、一般用於高檔車,例如奧迪A6。
儀表板改性PP一次注塑成型
一般的改性包括E/P (EPDM 三元乙丙橡膠),熱變形溫度>85 ℃(4.64kg/cm2);拉伸屈服強度>110 kg/cm2玻纖增強,無機(滑石粉)填充。玻纖含量在20-30%,提高強度、耐熱、耐候、耐衝擊性能。
所用的設備是大型注塑機,注塑能力視儀表板大小一般在10000g以上,鎖模力在1800噸以上。
優點:產品穩定,效率高,適合大量生產。
缺點:◆一次性模具、設備投入大,遇產品改型,模具很可能一次報廢。 ◆實現產品表麵軟化成本高,需要噴PP底漆+PU彈性漆。這種彈性漆的價格在400元/kg左右,每個儀表板要用0.6kg左右,還不算底漆、稀料。所以一般用於經濟型乘用車、貨車、特種車輛。就連“捷達”也是軟化儀表板。
生產工藝:配料--加熱--合模--注塑--保壓--冷卻--開模--取件--修邊
其它種類的儀表板結構:
玻璃鋼(包括手糊、SMC、長玻纖澆注模壓)、ABS吸塑+噴漆、鈑金衝壓等,都不是主流或檔次很低,趨於淘汰。這裏不再講述。
三、汽車儀表板結構設計
a. 風量分配
一般吹麵風道進風麵積最小在16000平方毫米,每個風口平均各4000。除霜風道進風麵積8000平方毫米。兩個側除霜各占2000,前風擋除霜口占4000。除霜口的開口位置也有一個經驗值。除霜口中心線在X向與儀表板前沿的距離由風擋與儀表板上表麵之間的角度決定。
前風擋與儀表板成25度角時, 前除霜口中心位置距離儀表板前沿40~70mm。30度時 45~60mm ; 35度時 50~90mm ; 40度時 60~100mm ;45度時 80~120mm ; 50度時 110~140mm ;55度時 130~170mm ; 60度時 170~225mm ; 65度時 230~280mm。
兩個側除霜口的位置,通常在總布置的時候,先用眼橢圓及後視鏡位置,計算出需要側窗上需要除霜的區域。然後根據此區域和出風方向大概計算出除霜口的位置。
以上這些確定好之後,就要進行CFD分析,然後根據分析結果微調每個風口的位置和葉片角度。這是個多次反複過程。直到滿足最初確定的目標值為止。然後根據CFD結果的建議,再開始進行最終的結構設計。
當然,一切計算機模擬都隻是個參考,最終結果,還要靠實驗。一般空調開發完成後,都要做台架試驗,確定除霜效果。當然這也是模擬的。最最真實的,就是等整車出來後,做環模試驗。
四、汽車方向盤
(1)方向盤的產品結構、材料、標準、設備
a. PU自結皮發泡+骨架成型
這是目前的主流生產工藝,發泡完成後,表麵就有一層致密的表皮。表皮厚2-3mm,密度600-1200kg/m3;斷裂伸長率100-120%;撕裂強度4-8.5N/m2;
●芯層密度150-430kg/m3;斷裂伸長率80-90%。
●骨架:鋁鎂合金壓鑄或鋼板、鋼筋焊接而成。
●成型設備:PU發泡機
●生產工藝類似儀表板,不再多講。最主要的是要注意原料溫度、配比、混合均勻、模溫均勻、脫模劑的選用、模具皮紋的質量和品種。
PP或ABS注塑成型硬質方向盤
這類方向盤手感不好,減振效果很差,目前隻在很低端的車型上采用,例如1.9萬元一輛的長安小卡車。
方向盤總成技術要求:(TL-VW 52045)
●表麵肖氏硬度:75±10
●溫度交變耐抗性:80 ℃ 168小時23 ℃,2小時-40 ℃, 168小時。表麵無裂紋。
●耐老化:氙燈480小時
●強度要求:扭轉、壓縮,不同的類型要求不一樣。
●有安全氣囊的方向盤還有特殊要求,例如爆破線的要求。
五、汽車座椅總成
座椅結構件:表麵蒙皮、泡沫墊、骨架總成、調角器、滑軌、彈簧…
座椅分類:
單人座椅(頭枕、靠背角度、座墊升降、前後滑動…)
雙人座椅(頭枕、靠背角度、靠背折疊、整體翻轉…)
三人座椅(頭枕、調角器、3/7或4/6靠背分割、翻轉…)
蒙皮:真皮、仿皮、織物、人造革(PU或PVC),要求阻燃 GB8410-2006
泡沫墊:PU 包括冷熟化高回彈、熱熟化普泡兩種。
前者回彈率70-80%,反複壓縮殘留變形(50%,70 ℃,22小時):<8%,密度42-45kg/m3。斷裂伸長率:100-130%。後者回彈率和撕裂強度很差,有的為了降低成本,提高硬度,添加大量的滑石粉。普泡基本用於低檔車。
特種座椅
●兒童座椅
●殘疾人座椅
●多功能座椅
座椅總成
骨架總成、調角器、滑軌、彈簧要求達到國標要求
座椅檢驗標準
外觀
●平整 ,無皺褶 、開線 、破損 。( 皮座椅無明顯皺褶 )
做縫整體相對要正 ,無歪扭 、偏移 ,針碼順直 ,無漏縫 、線頭 、毛邊 。座 、靠 、枕整體端正 ,無歪扭 。
●包裝規範 ,翻邊均勻一致 。
調整機構
●調角器靈活 ,回位可靠 ,鎖緊後無明顯曠動 。
●滑道調節自如 ,限位可靠 ,無異響 、卡滯和明顯曠量 。
●鎖具可靠 。
●腰靠限位可靠 。
●頭枕靈活 ,鎖緊可靠 。
3.座椅總成
生產工藝: 裁剪-縫紉-包裝-成品-檢驗-衝壓-彎管-焊接-塗裝
六、汽車門板
a.經濟型門內飾板: PVC人造革+纖維板
這種門板在廉價汽車上應用還很廣,某皮卡4塊1套的門內板售價130元。采用高頻熱合機複合。纖維板要求防水。吸水率:≤ 30 %
設計注意點:
●周邊與儀表板、A柱裝飾板、B柱裝飾板(膠條)、門檻、內三角等的配合間隙,一般在5-8mm,不能太小。產生裝配誤差或鉸鏈、車體變形後,極易發生幹涉。
門板設計注意點:
●內開鎖麵板與內飾板配合偏差(高度、水平方向)
●內鎖提鈕位置偏。
●設計時配合良好,低溫收縮後開裂。留好配合間隙0.3-0.5mm,靠彈性元件連接。
●注意門燈後部空間和插頭的安裝方向的方便性。
● 絕對要設計好尼龍扣與門內飾板、鈑金的配合關係。一旦內飾板基材的注塑模具開好,卡扣座子的高度和位置很難更改。最容易出現卡扣過緊、過鬆的問題。過鬆,出現縫隙;過緊,開關門時容易蹦扣。
就連長安福特的FOX門板也沒搞好,大家有機會觀察一下FOX。
ABS注塑成型基板+特種膠粘劑+PVC表皮生產工藝:
ABS基板(上麵帶有很多Φ1.2的小孔)--噴膠-PVC人造革加熱(140℃,30s)--真空吸附表皮--冷卻--包邊-裝配附件-檢驗-包裝
主要技術要求:
●-40 -90℃ 6小時不開膠。
●-40 ℃,24小時不開裂。
除了要注意與周邊零部件的配合間隙問題之外,還要注意下列問題:
●不能出現死角,R必須不小於10
七、汽車頂棚
●成型基材+膠膠粘劑+麵料,背後可以加貼吸音、隔熱材料。
●成型工藝:模壓
●生產設備:大台麵壓力機(100-200噸)、鋼或鋁合金模具(帶刃口或不帶刃口)、烘箱或模具加熱。
●原材料 :麵料可以是180-210g/m2的無紡布、緯編或經編針織布、透氣人造革。基材可以是PU、PS、PP、PVC發泡板、瓦楞紙板等。吸音隔熱材料一般是XPE泡沫、PU泡沫、廢紡氈等,分塊粘貼,厚度一般在10mm以上。
頂棚設計注意點
●頂棚與各個立柱裝飾板采用壓接結構,搭接邊寬度在15-20mm比較合適。
●拉手、遮陽板、頂燈要有合適隱藏位置。
●必須設置足夠的吊點和合理的造型,頂棚塌陷變形是經常遇到的事。
●頂棚尺寸較大,安裝時容易外斜。應設置跨度較大的定位點(安裝孔)。
八、汽車地毯、前圍隔熱墊
地毯、前圍隔熱墊的生產工藝和頂棚類似,也是利用壓力機和模具壓製而成。現在供貨的毯匹一般帶有EVA、PE背塗層,熱壓成型時熔化,與廢紡氈粘合在一起。還有一種高檔成型地毯,是做了“背覆發泡工藝處理”
九、汽車機蓋隔熱墊
機蓋隔熱墊結構比較簡單,一般是三層結構,兩邊是大約50-80g/m2的PET無紡布,中間一層是樹脂玻璃棉。
模具加熱到180℃在壓力機的壓力下保持大約10分鍾。
這種樹脂棉屬於熱固性材料,隻能一次性加工。
設計產品結構的時候,也要考慮到拔模角,也不能有死角。園角一般大於R10。
十、汽車遮陽板
●遮陽板的結構:骨架+墊材+表皮+附件
●骨架類型:金屬絲+紙板;金屬絲+PU發泡;注塑骨架。
●墊材:PU泡沫、XPE泡沫等。
●表皮:一般是PVC人造革、布料,要滿足GB8410-2006的阻燃要求。
●附件:化妝鏡、支架等。
●生產工藝:高頻熱合和模內發泡(自結皮)
十一、汽車標牌
汽車外飾件的裝飾防蝕性鍍層的鍍層體係為:Cu≥30 μm,Ni≥15 μm,Cr≥0.8 μm;鉻鍍層應為微裂紋鉻,其微裂紋數應為250~800 條/cm。該鍍層應通過+100 ℃,30 min-標準環境溫度,30 min→-40 ℃,4 h熱循環試驗;耐蝕性應通過腐蝕膏試驗(DIN 50958標準)5×16周期,耐潮濕性應通過DIN 50017KFW標準48 h,鍍層外觀應均勻、光澤度高。
工藝流程:消除內應力→除油→水洗→化學粗化→水洗→還原→水洗→膠體鈀活化→水洗→解膠→水洗→預鍍鎳→水洗→酸性光亮鍍銅→水洗→除膜→光亮鎳→水洗→鍍鉻→水洗→烘幹→局部噴黑色油漆→烘幹
電鍍標牌的優缺點:
(1) 鍍層光亮,耐磨性優良,采用雙鎳加微裂紋鉻鍍層體係,鍍層耐蝕性可通過TL-VW528/B標準。表麵可采用鍍鉻或鍍金等工藝,裝飾性好。
(2) 對環境汙染嚴重;工藝複雜,一次合格率不夠高,生產成本比較高;鍍層花式比較單調,很難鍍出有均勻絲紋的亞光鍍層;鍍層上局部噴漆的附著力欠佳,在使用中經常出現局部漆膜脫落現象。
(3) 電鍍標牌一般多用於高檔轎車的前標誌上。但如果鍍層結構不嚴格執行TL-VW528/B標準而采用厚銅薄鎳的單層鎳電鍍工藝,則鍍層往往在長期使用中起皮起泡,產生綠鏽,嚴重損害整車的造型。
十二、汽車燃油箱
●生產工藝:多層吹塑,一般5-6層。
●材料:高分子量高密度聚乙烯(HMHDPE) ,分子量50-60萬, 密度0.945,耐寒- 40 ℃,耐熱130 ℃。主要原料生產商、牌號:德國BASF 4261A、美國PHILLIPS HXM50100、日本東燃石油化學B5742、法國SCLVAY ELTEXRSB71
●技術要求
汽油滲透量:<20g / 24h
跌落試驗: - 40 ℃, 滿載,6m高度自由跌落無損。
阻燃試驗:火焰燃燒60s,撤離火源厚,汽油無泄漏。
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