汽車軟質(zhì)儀表板表皮成型工藝研究

孫曉哲

摘 要：當前，高端汽車內(nèi)飾的儀表板普遍采用軟質(zhì)儀表板，且對儀表板的外觀縫隙要求非常高。汽車儀表板是汽車內(nèi)飾中的主要部件。上面集成了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，娛樂系統(tǒng)及其人機界面。還有著儲物功能和裝飾作用，同時在碰撞中為前排乘客提供一定的緩沖保護。因此，儀表板的設(shè)計和制造是一個比較復雜的系統(tǒng)工程。本文就汽車軟質(zhì)儀表板表皮成型工藝展開探討。

關(guān)鍵詞：儀表板；真空成型；搪塑成型；真皮包覆

引言

近年來，隨著我車汽車工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，消費者在關(guān)注汽車安全性和環(huán)保性的同時也對汽車內(nèi)部裝飾的舒適性也提出了更高的要求，尤其是對駕乘人員可直觀感受的儀表板部位，對于一個好的儀表板來說，其不僅需要設(shè)計出美觀新穎的外形，好需要設(shè)計出舒適的觸感。目前，大部分主機廠的暢銷車型的儀表板均已開始采用軟質(zhì)儀表板，其軟質(zhì)儀表板表皮的生產(chǎn)工藝主要有真皮包覆工藝、搪塑工藝及真空成型工藝等。

1汽車儀表板的種類

汽車的儀表板可以按照使用材料的不同化為兩種不同的種類，一個是硬質(zhì)的汽車儀表板，一個是軟飾的汽車儀表板（含緩沖層，骨架，表層）。硬質(zhì)的汽車儀表板的設(shè)計結(jié)構(gòu)先比之下很簡單，運用的制造工藝是注塑成型的方式，不需要造價過高的表皮進行裝飾。而于汽車軟飾的儀表板來說，其構(gòu)成部分不同所運用的制造材料也是不同的。對于轎車來說，這種儀表板的材料通常是運用ABS塑料聚合物，聚氨基甲酸酯等材料構(gòu)造的。而對于汽車儀表板的來說，車型不同，相應的儀表板的用途也有不同，并且汽車的儀表板還可以按照汽車的需求去進行不同的組裝，例如，木質(zhì)的儀表板或是軟包的汽車儀表板都是根據(jù)汽車的需求而進行的組裝。

2汽車軟質(zhì)儀表板表皮生產(chǎn)工藝介紹

2.1真空成型生產(chǎn)工藝

真空成型生產(chǎn)工藝主要分為陰模真空成型與陽模成型兩類。（1）陰模真空成型。陰模真空成型技術(shù)即模內(nèi)壓紋技術(shù)，將加熱后的光滑的TPO材料使用刻有皮紋圖案的陰模模具在模內(nèi)成型出帶皮紋的表皮，而后在成型工位進行真空成型。（2）陽模成型。陽模成型將加熱的TPO表皮在模具上方先進行預吹，然后再真空吸附成型，陽模真空成型具有模具成本低，生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點，但花紋保持性較差。

2.2真空熱成型工藝

所謂的真空熱成型工藝就是運用一些處理后的聚氯乙烯或是熱塑性聚烯烴材料進行在加工的一種加工方法。而這種工藝主要是運用在一些軟質(zhì)的汽車儀表板的表皮中，將表皮材料進行加熱，直至到玻璃點的軟化溫度，再將氣體注入到密閉的空間內(nèi)，讓其可以實現(xiàn)拉伸，拉伸以后在將其放在控溫的設(shè)備中將其進行冷卻作業(yè)，從一系列環(huán)節(jié)中得到最終產(chǎn)品。而真空熱成型又有兩種形式，一種是陽膜真空成型，一種是陰模真空成型，而陰模真空成型工藝則是將表皮表紋的成型在模具力，是成品不會受到拉伸的因素，讓成品的外觀達到最好。

2.3搪塑生產(chǎn)工藝

搪塑生產(chǎn)工藝是把帶有皮紋的成型模具（一般使用鎳制外殼）進行加熱，在模具與搪塑粉箱連接后旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)和加熱同時進行，搪塑粉箱內(nèi)的原料粉末靠自重落入模具中融化，在熱模的表面形成一個帶皮紋的且形狀與模具一致的表皮，之后取下粉箱，再待模具冷卻后取下制得的表皮。搪塑生產(chǎn)工藝中采用的搪塑粉有聚氯乙烯（PVC）粉與熱塑性聚氨酯（TPU）粉兩種，其中熱塑性聚氨酯結(jié)合了橡膠材料的物理性能，具有優(yōu)良的工藝加工性和熱塑性。除此之外，其還可回收循環(huán)使用，并具有良好的耐化學腐蝕性、低溫脆性，無需添加任何增塑劑，在低溫狀態(tài)下保持優(yōu)良的彈性。聚氯乙烯材料具有良好的手感和花紋成型性，且材料價格成本低，但是因聚氯乙烯材料具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，其在低溫條件下易脆化，因此在低溫環(huán)境下無縫氣囊儀表板爆破時容易導致聚氯乙烯表皮破裂并快速飛出，從而對駕乘人員的造成傷害。

2.4吹塑工藝

吹塑工藝是將塑性型胚置于模腔內(nèi)，借助壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于型腔壁上，經(jīng)冷卻定型得到中空薄壁制品。大部分的熱塑性塑料都可以進行吹塑成型，高密度聚乙烯HDPE和聚丙烯PP是應用較多的吹塑材料。儀表板上的空調(diào)風管常采用吹塑成型。

2.5切割工藝

在儀表板的設(shè)計中，常見的儀表板的形式使軟飾的儀表板的運用。在進行這一設(shè)備的施工的時候，要將這種軟式的儀表板進行泡發(fā)，而對于一些不需要泡發(fā)或是不需要表皮的部件就應該進行切割。而在切割工藝中，常見的主要是由兩種工藝構(gòu)成，一種是水刀切割工藝，一種是銑刀切割工藝。

3汽車儀表板的總布置設(shè)計

儀表板的布置需要滿足前方視野法規(guī)、頭碰法規(guī)及符合人機工程。人機方面包含視覺和空間。視覺方面，在滿足前方視野法規(guī)之外，還要滿足儀表、娛樂系統(tǒng)屏幕反光的人機要求。對于儀表板的表面需要實現(xiàn)消光處理，儀表板上方的零件應該滿足一定的光澤度要求，不能太亮，這樣駕駛員的駕駛感覺才會做到舒適安全?？臻g方面，手腳活動的范圍、肘部活動的空間等；扶手，拉手等的布置位置高度是否處于人機舒適狀態(tài)；對儀表板上需要手操作的零件，如換擋手柄、空調(diào)開關(guān)、出風口調(diào)節(jié)等等的布置和結(jié)構(gòu)應該處于易操作的狀態(tài)。儀表板涉及到的許多零件都是在不同的廠家當中得到的，因此在設(shè)計設(shè)計的過程中，要確認好零件之間的安裝定位關(guān)系，計算各個零件的制造公差，是否能夠使產(chǎn)品達到外觀匹配的間隙面差要求。在設(shè)計的初級階段就要完成妥善的處理，這樣在后期細化的過程中才會更加方便。

4汽車儀表板的性能需求

汽車在運行的過程中，需要對儀表板進行操作才能完成相應的功能。因此，汽車的儀表板被安裝在汽車的較為特殊的地方，以便使駕駛員在汽車運行的過程中能更順暢的進行各種操作。在安裝儀表盤的時候，由于其位置特殊的原因，設(shè)計者要注重汽車美觀的同時還應該優(yōu)化儀表板的設(shè)計。第一，在選擇儀汽車表板的材料時，要選取健康，低污染的材料拒絕使用含有有毒化學成分的材料。第二，汽車儀表板的結(jié)構(gòu)要穩(wěn)定。對于汽車儀表板的位置來說，受發(fā)動機的散熱及陽關(guān)照射的影響，會使汽車儀表板應溫度過高的原因而產(chǎn)生變形。所以，在設(shè)計汽車儀表板的時候要考慮其單元結(jié)構(gòu)及空間方面的因素，確保儀表板的穩(wěn)定性。并且，為了確保在汽車運行中，儀表板不會受到一些外界的沖擊。

結(jié)語

儀表板自身具有很強的安全性、功能性、舒適性等等，它還要具備一定的剛性，可以保證汽車正常的工作，與此同時，還要具備一定的吸能性，在發(fā)生意外的過程中可以將外力進行減少，避免沖擊到駕駛員。綜合考慮，對于中低端車、高產(chǎn)量的儀表板采用搪塑工藝及陰模成型工藝，對于高端車、低產(chǎn)量、針縫線效果的儀表板采用真皮包覆工藝。

參考文獻：

[1] 曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計與實戰(zhàn)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015：127-131.

[2] 王靳，劉清亭，張榮等.商用車儀表板模塊化工藝開發(fā)及應用[J].價值工程，2015（13）：243-246.

[3] 周金濤.RPS在儀表板總成設(shè)計中的應用[J].汽車技術(shù)，2016（7）：42-46.

[4] 王繼武.概述儀表板表皮加工技術(shù)[J].聚氨酯，2016（3）：54-57.

[5] 周強，成薇，向良明，楊志勇等.汽車內(nèi)飾模具結(jié)構(gòu)及工藝概論[M].北京：人民交通出版社，2016.10.

[6] 祝偉駿.汽車鋼制車輪數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)的研究應用[J].四川兵工學報，2015，07：56-59.

[7] 胡新如，趙海霖，晏平仲，等.航空器蒙皮、汽車覆蓋件柔性模具設(shè)計制造技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2016，10：55-57.

（作者單位：吉利汽車研究院（寧波）有限公司）