雙料注塑微發(fā)泡工藝

叢藝家，李功賦，馮擎峰

(吉利汽車(chē)研究院，浙江杭州311228)

0 引言

汽車(chē)內(nèi)飾零部件尤其是儀表板的制造工藝目前有多種，常用的有硬質(zhì)注塑工藝，軟質(zhì)的搪塑工藝、陰模吸附、陽(yáng)模吸附。其中硬質(zhì)成型工藝根據(jù)車(chē)型的配置及整車(chē)的成本控制，多用于低端及低配車(chē)型，但整體外觀(guān)檔次較低;軟質(zhì)成型工藝多用于高檔及高配車(chē)型，但制造成本很高。作者所闡述的雙料注塑微發(fā)泡工藝正是結(jié)合了上述硬質(zhì)及軟質(zhì)成型工藝的優(yōu)點(diǎn)并有效地克服了兩種工藝的缺點(diǎn)，在滿(mǎn)足更高外觀(guān)品質(zhì)的同時(shí)，極大地節(jié)約了成本，同時(shí)提升了零部件自身的性能，對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾零部件帶來(lái)了很大的提升，同時(shí)也提高了整車(chē)的品質(zhì)，給消費(fèi)者帶來(lái)了不一樣的感官視覺(jué)。該工藝是應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)的創(chuàng)新性解決方案。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和特性

雙料注塑微發(fā)泡工藝主要應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)飾熱塑性產(chǎn)品，如儀表板、門(mén)內(nèi)飾板等，該工藝的使用可以使得內(nèi)飾零部件具有更大的設(shè)計(jì)自由度，產(chǎn)品外觀(guān)特征可以更加細(xì)膩且個(gè)性化 (如圖1所示［1］)，同時(shí)產(chǎn)品性能可進(jìn)一步提升。下面主要以?xún)x表板產(chǎn)品 (如圖2所示［1］)的結(jié)構(gòu)及特性進(jìn)行闡述。

1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

使用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)包括表皮、發(fā)泡層、骨架三部分，如圖3所示［2］。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)微觀(guān)結(jié)構(gòu)如圖4所示［1］。

采用雙料注塑發(fā)泡工藝的產(chǎn)品更易于成型，與常用的軟質(zhì)成型的產(chǎn)品相比較，如圖5所示［1］。

常用軟質(zhì)成型搪塑、陰模吸附、陽(yáng)模吸附工藝，需要完成表皮模具的開(kāi)發(fā)，發(fā)泡模具的開(kāi)發(fā)以及骨架模具的開(kāi)發(fā)所需成本很大。產(chǎn)品材料的表皮一般使用PVC或PUR，發(fā)泡層使用的材料是PUR，骨架材料使用的是改性PP(PP+EPDM-TD20)。產(chǎn)品最終成型需通過(guò)三步，首先需利用模具生產(chǎn)出表皮及骨架，接著將已完成的表皮和骨架放置到發(fā)泡模具中以完成產(chǎn)品最終的成型制作。

采用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品其表皮材料是TPE-E，骨架材料使用PBT或PC+ABS。其發(fā)泡過(guò)程僅僅是由與上述兩種材料化學(xué)性能能夠完美結(jié)合的一種起到固化作用的塑料粒子ASA來(lái)完成，兩種材料通過(guò)一副模具即可完成注塑發(fā)泡及表皮成型，大大降低模具開(kāi)發(fā)的成本。

1.2 產(chǎn)品性能提升說(shuō)明

采用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品其自身的性能將得到提升，具體如下:

(1)該工藝能夠改良產(chǎn)品的耐低溫沖擊性能，使產(chǎn)品在低溫下進(jìn)行沖擊后不會(huì)產(chǎn)生碎片從而對(duì)人身不造成傷害。

(2)該工藝采用的材料具有很高的流動(dòng)性 (熱塑成型產(chǎn)品材料要求)，這樣使產(chǎn)品成型時(shí)所需的生產(chǎn)節(jié)拍更短，同時(shí)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)更自由，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以較為復(fù)雜，以滿(mǎn)足外觀(guān)及裝配要求。

(3)與常用的骨架材料 (PP)相比，產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足更長(zhǎng)的耐溫性能，避免了在高溫條件下產(chǎn)品出現(xiàn)外觀(guān)缺陷及變形導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸超差的問(wèn)題，同時(shí)更能有效地保證兩種材料的黏合性能。

(4)采用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品在注塑完成零件冷卻后，形狀尺寸仍能夠得到保持，熱塑性零部件的翹曲問(wèn)題可以在很大程度上得到解決，以保證產(chǎn)品的安裝要求。

(5)發(fā)泡工藝采用的塑料粒子ASA能夠在發(fā)泡過(guò)程中起成核劑的作用，可以有效地、均勻地幫助發(fā)泡，從而使產(chǎn)品成型后能夠保證外觀(guān)滿(mǎn)足要求，尺寸精度得到保證，進(jìn)而使產(chǎn)品的一致性同時(shí)得到保證，以避免熱塑性產(chǎn)品因變形、翹曲等問(wèn)題而產(chǎn)生產(chǎn)品批次不同、尺寸不同的情況發(fā)生。

(6)采用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品其自身質(zhì)量與常用軟質(zhì)成型工藝的產(chǎn)品相比減輕了20%，解決了內(nèi)飾零部件因造型要求而無(wú)法進(jìn)行減重的尷尬境況，也能滿(mǎn)足整車(chē)輕量化要求。同時(shí)，也改善了零部件的斷裂延伸性，如圖6所示［1］。

(7)采用雙料注塑發(fā)泡工藝成型的產(chǎn)品其厚度分布均勻，有利于保證產(chǎn)品的外觀(guān)效果，能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖及造型風(fēng)格，如圖7所示［1］。

2 生產(chǎn)工藝

如前所述，常用軟質(zhì)成型工藝如圖8所示［1］，整個(gè)產(chǎn)品的最終成型是通過(guò)三步完成。

雙料注塑發(fā)泡工藝成型過(guò)程如下:

模具首先完成骨架的注塑，然后模具旋轉(zhuǎn)180°后合模進(jìn)行第二次注塑，第二次注塑完成的是表皮及其中間塑料粒子與骨架結(jié)合的過(guò)程，此過(guò)程完成后產(chǎn)品即為最終成型產(chǎn)品，如圖9所示［1］。

3 工藝優(yōu)點(diǎn)

雙料注塑發(fā)泡工藝的使用使產(chǎn)品具備多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

3.1 成本投入降低

(1)模具投入成本降低，如圖10所示［1］;

(2)設(shè)備單一，不需要單獨(dú)的表面搪塑設(shè)備，不需要單獨(dú)的發(fā)泡設(shè)備，占用生產(chǎn)空間小，所需工人更少，沒(méi)有后續(xù)加工工序，從而使生產(chǎn)所需的資金更少。

3.2 材料投入降低

材料單一，為可回收性材料，減少了材料浪費(fèi)，消耗更少的能源，降低了揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放，同時(shí)成型的產(chǎn)品更容易滿(mǎn)足內(nèi)飾氣味性要求，滿(mǎn)足揮發(fā)性 (VOC)要求［1］。

3.3 產(chǎn)品物理性能提高

具有優(yōu)良的耐氣候性，可調(diào)節(jié)硬度和接觸感覺(jué)，同時(shí)具有良好的黏結(jié)性能、碰撞特性、耐溫度性能，能自動(dòng)適應(yīng)溫度變化，壓縮形變得到優(yōu)化［1］。

3.4 生產(chǎn)工藝的便捷性

可適用的范圍較廣泛，對(duì)所有內(nèi)飾件均可用同樣的基本工藝過(guò)程 (僅為注塑成型)，成型過(guò)程控制清晰且精密，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)供應(yīng)鏈，減少了半成品件的庫(kù)存，使得原材料控制簡(jiǎn)單化［1］。

4 總結(jié)

對(duì)于汽車(chē)內(nèi)飾零部件熱塑成型的產(chǎn)品，采用雙料注塑發(fā)泡工藝進(jìn)行制造，無(wú)論在成本投入、材料控制、產(chǎn)品性能、工藝復(fù)雜程度幾方面都有不可比擬的優(yōu)越性。這是一種新型的生產(chǎn)工藝，對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾零部件以及整個(gè)汽車(chē)品質(zhì)的提升都具有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)意義，其發(fā)展前途巨大。

【1】黃奕.Dolphin Technology［R］.巴斯夫(中國(guó))有限公司.