汽車門內板嵌飾板機械熱壓復合工藝開發(fā)

高紹芊，馬強祥，萬利焱

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汽車門內板嵌飾板機械熱壓復合工藝開發(fā)

高紹芊，馬強祥，萬利焱

（上海延鋒金橋汽車飾件系統(tǒng)有限公司，上海 200233）

在目前的汽車內飾件制造中，包覆類飾板常規(guī)采用生產效率低的手工包覆來完成?；谀砎項目門內飾總成嵌飾板零件國產化，對嵌飾板零件的材料、產品結構及要求等方面的制造工藝可行性進行了前期開發(fā)驗證，包括表皮縫紉線精確定位、熱熔膠的噴涂、嵌飾板骨架的加熱方式以及熱壓復合設備的選擇方案等，實現(xiàn)機械復合代替手工包覆，并達到提高生產效率的目的。

3D縫紉線；熱熔膠；熱壓復合；旋轉模架；嵌飾板

在目前的汽車內飾零件制造中，門內板包覆類飾板常規(guī)采用生產效率低的人工手工包覆的加工方法來完成。本文引用的V項目門內板嵌飾板原始定義的工藝狀態(tài)就是手工包覆，包覆質量和穩(wěn)定性相對較差，而且生產效率較低。

由于先前國際、國內均沒有以熱熔膠作為粘接膠的帶縫紉特征線表皮的熱壓復合工藝的開發(fā)經(jīng)驗，使用機械設備生產實現(xiàn)V項目嵌飾板的熱壓復合工藝有以下幾方面的難題：①帶3D縫紉線表皮如何定位；②熱熔膠的噴涂方式及噴膠量；③嵌飾板骨架上熱熔膠的激活方式；④復合壓機方案選擇；

本文對嵌飾板熱壓工藝的前期開發(fā)進行了研究和驗證，以解決熱壓復合工藝存在的問題。為批量生產的模具、設備以及制造工藝開發(fā)提供方案、對策和經(jīng)驗，從而提高嵌飾板熱壓復合的生產效率和產品質量。

1 嵌飾板結構及材料

1.1 嵌飾板結構

嵌飾板由嵌飾板骨架、熱熔膠、帶海綿層的PVC表皮組成，如圖1所示。

嵌飾板和扶手部分是一體的，因此對熱壓復合工藝來說幾何尺寸比較復雜。

1.嵌飾板骨架2.熱熔膠3.帶PUR海綿的PVC表皮 4.縫紉線5.嵌飾板部分6.扶手部分

1.2 嵌飾板材料

嵌飾板本體：厚度3 mm，材料ABS。

熱熔膠：固體熔膠需加熱融化后才噴涂在嵌飾板骨架上。由于實際生產過程和工藝需要須對嵌飾板上的熱熔膠激活后再進行熱壓復合，涂在嵌飾板上熱熔膠的最長有效開放時間為1 h，供應商提供的熱熔膠首次激活溫度為140 ℃。

表皮材料：復合3 mm PUR海綿的PVC，并有嵌飾板部分和扶手部分兩塊縫紉連接，縫紉的連接位置如圖2所示。

圖2 縫紉線位置

2 熱壓復合嵌飾板的主要工藝流程

嵌飾板熱壓復合工藝流程如圖3所示，生產工藝涉及到：①嵌飾板本體注塑；②熱熔膠加熱；③在嵌飾板本體表面（零件的A面）上噴涂熱熔膠；④表皮裁剪和縫紉；⑤表皮在模具上的安裝；⑥嵌飾板上熱熔膠的加熱激活；⑦嵌飾板安裝在模具上；⑧熱壓復合。

圖3 嵌飾板熱壓復合工藝流程

要順利完成嵌飾板板熱壓復合工藝的批量生產必須要解決以下問題：①表皮在熱壓復合模具上的定位；②熱熔膠的噴涂方式及噴膠量；③噴涂熱熔膠后骨架上熱熔膠的激活方式；④生產過程中零件在模具上安全、方便的取放件等。這也是前期開發(fā)驗證的重點。

3 嵌飾板熱壓復合工藝方向的確定

3.1 帶3D縫紉線PVC表皮在熱壓模具定位

對表皮3D縫紉線定位的工藝要求為：定位方式可靠，滿足復合標準要求，適用于批量生產。從產品數(shù)據(jù)分析，嵌飾板和扶手一體呈“Z”型（圖1）?？p紉線在嵌飾板與扶手連接處呈幾何形狀，嵌飾板表皮3D縫紉線折邊處的厚度是3 mm，需要充分利用這一表皮特點，作為表皮定位特征區(qū)，PVC表皮復合40 kg/m3的PUR海綿后，鋪展表皮時表皮難以與幾何曲面的熱壓模具表面貼合，因此在3D縫紉線接近嵌飾板骨架邊緣需要有壓緊表皮松緊的機構，經(jīng)熱壓軟模驗證，縫紉線折邊2 mm臺階作為定位，并在嵌飾板外側用氣動滑塊和表皮壓緊結構和零件的內側使用氣缸壓緊結構來實現(xiàn)縫紉線的輔助定位，驗證結果：用這種定位方式熱壓復合后的嵌飾板，3D縫線位置穩(wěn)定可靠，滿足標準要求，并在正式模具設計開發(fā)中應用。

3.2 熱熔膠的噴涂方式及噴膠量

供應商提供的噴涂溫度160 ℃，實際熱熔膠加熱爐溫度160 ℃，輸料管保溫溫度160 ℃，調整噴槍的霧化壓力來改變噴涂的密度和用量、當槍口霧化壓力為0.8 Bar時噴膠量為120 g/m2，熱壓復合后的產品撕剝力滿足要求。

3.3 二次激活嵌飾板上熱熔膠的加熱方式

ABS為材料的嵌飾板熱變形溫度較低，激活骨架上的熱熔膠時，如果溫度高則骨架變形嚴重，如果溫度低則熱熔膠無法完全激活，如果加熱溫度不均勻則熱熔膠激活不完全，復合后的嵌飾板表皮不能滿足撕剝力標準要求。因此加熱激活嵌飾板上熱熔膠的加熱方式的選擇是關鍵，不僅要保證嵌飾板表面溫度均勻，又能使嵌飾板上熱熔膠完全激活，這樣加熱后的嵌飾板才能滿足熱壓復合生產工藝和產品要求。

按照正常生產工藝要求分別選用抽屜式陶瓷、紅外線以及烘箱三種熱加熱方式進行驗證。其中抽屜式陶瓷加熱由于加熱時間在5分鐘以上，且零件表面加熱不均勻，零件變形嚴重，復合的表皮粘接效果差，無法滿足生產節(jié)拍、生產工藝和產品質量要求。針對紅外線和烘箱兩種加熱激活方式，分別從加熱節(jié)拍、加熱零件表面溫度均勻性，零件的變形量等方面進行驗證。結果如表1所示。

表1 加熱激活方式

＋＋＋優(yōu)先考慮；＋＋接受；＋可接受但有風險；－不可接受

按表1中驗證結果，優(yōu)先選擇烘箱加熱的激活方式。烘箱加熱激活熱熔膠復合PVC表皮，并測其粘結力，測試結果如表2所示。

因此，從加熱后零件表面溫度的均勻性、零件的變形量以及熱熔膠激活熱壓后產品的粘接力等方面驗證結果表明：烘箱加熱激活嵌飾板骨架上熱熔膠的效果最好，為優(yōu)先選擇使用（在熱熔膠供應商提供熱熔膠激活溫度參考值下找到了實際膠水激活窗口），同時可以為后期正式制造的工藝開發(fā)提供工藝參數(shù)。

表2 烘箱加熱測試結果

標準要求撕剝力大于30 N

3.4 熱壓設備方案選擇

由于制造工藝的需要噴膠后的嵌飾板骨架需在90℃左右的環(huán)境溫度下加熱并使熱熔膠二次激活，然后再將嵌飾板安裝在熱壓模具上進行復合，因此針對90℃的嵌飾板骨架的取放方式需要對熱壓設備和模具的方案進行可靠性和安全性綜合評價。V項目在三種熱壓設備方案中進行了選擇，即旋轉模架、專用壓機、旋轉模具，分別對這三種方案進行設備功能、工藝風險性以及操作安全性等方面進行比較，旋轉模架上模旋轉0～60°、下模旋轉0～30°，模架鎖模力為30 t（理論上分析嵌飾板一模兩腔，復合壓力需要20 t），既滿足熱壓復合制造工藝要求，又便于操作，為優(yōu)先選擇。

4 小結

經(jīng)過表皮3D縫紉線定位、熱熔膠的噴涂及用量、嵌飾板骨架的加熱方式以及熱壓復合設備的選擇方案等方面，對V項目帶縫紉線表皮的嵌飾板熱壓復合工藝完成了有效前期驗證，實現(xiàn)了機械復合和包覆，提高了生產效率。

[1]周強，等. 汽車內飾模具結構及工藝概論[M]. 北京：人民交通出版社，2014.

Vehicle Inner Door Trim Insert Panel Mechnical Laminating and Wapping Developing

GAO Shaoqian，MA Qiangxiang，WAN Liyan

( Shanghai Yangfeng Jinqiao Automotive Trim Systems Co., Ltd., Shanghai 200233, China)

Manual wrapping is always chosen as the process for Vehicle Interior deco panel wrapping. Based on the Door Trim Insert developing in V program, this subject tried and analyzed the manufacturing feasibility of Door Trim Insert Part material, structure on mechanical wrapping, including precisely locating of sewed skin, spray of hot melt, heating method choosing, laminating machine choosing, etc, and finally achieve the mechanical laminating and wrapping, and raised manufacturing efficiency.

3D Sewing；hot melt；hot press laminating；rotating fixture

U466

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.03.017

1006－0316 (2018) 03－0066－03

2017－08－08

高紹芊（1965－），男，河北玉田人，本科，技術中心工程部經(jīng)理，主要從事汽車內飾件設計和開發(fā)工作。