淺談汽車儀表板的制造技術(shù)與設(shè)計

孫曉哲

【摘 要】近年來，經(jīng)濟的發(fā)展，促進我國科技水平的提升。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步以及深化衍生，很多實用型科技已經(jīng)成為了工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的重要技術(shù)支持。在汽車儀表板的設(shè)計與制造過程當(dāng)中，需要不斷的參考當(dāng)前新技術(shù)的適用性，將其做為重要的技術(shù)儲備或者直接引入，以此來提高生產(chǎn)效率、降低成本。本文就汽車儀表板的制造技術(shù)與設(shè)計展開探討。

【關(guān)鍵詞】汽車儀表板；制作技術(shù)；設(shè)計

引言

隨著人們對汽車內(nèi)飾要求的不斷提高，以及對操控人性化的要求提升，其中汽車儀表板作為汽車內(nèi)飾和操控按鍵的主要結(jié)合區(qū)域，更是根據(jù)用戶的習(xí)慣和喜歡，進行針對性的制作設(shè)計，從而更好的提高用戶的購買欲望。

1汽車儀表板的產(chǎn)品設(shè)計

1.1汽車儀表板產(chǎn)品設(shè)計的特點

儀表板產(chǎn)品設(shè)計特點與其結(jié)構(gòu)布置特點有關(guān)。儀表板駕駛側(cè)主要布置有組合儀表，轉(zhuǎn)向管柱，組合開關(guān)，大燈開關(guān)，駕駛側(cè)出風(fēng)口，側(cè)除霜出風(fēng)口，有的布置有膝部氣囊。儀表板中央?yún)^(qū)域一般布置有娛樂系統(tǒng)，空調(diào)控制開關(guān)，中央出風(fēng)口，有的還布置有杯托、儲物盒等。儀表板副駕駛區(qū)域一般布置有副駕駛氣囊，副駕駛側(cè)出風(fēng)口，手套箱，側(cè)除霜出風(fēng)口等。結(jié)構(gòu)設(shè)計要做到簡單，才能將成本進行降低。儀表板具有一定的復(fù)雜性，要根據(jù)造型特點和產(chǎn)品功能特點，或者出于尺寸的原因，對零件進行拆分合并，實現(xiàn)比較快速的裝配，并且可以將成本進行降低，最大的問題就是需要實現(xiàn)簡化設(shè)計。由于需要不斷開發(fā)新的車型，設(shè)計階段會花費大量的資金，計算機輔助設(shè)計和分析的應(yīng)用可以適當(dāng)降低成本。運用3D模型DMU運動模擬可以檢查模擬裝配可行性；運用CAE輔助分析，可以在3D模型階段對產(chǎn)品性能比如模態(tài)、頭碰、剛度等進行分析，并根據(jù)分析結(jié)果更改優(yōu)化設(shè)計。通常根據(jù)項目需求，CNC快速成型樣件和軟模樣件也被需要用來進行匹配和驗證。

1.2布置設(shè)計

在儀表板的布置要求上，必須要滿足視野法規(guī)、頭碰法規(guī)以及人機工程的要求。人機方面主要包含了兩個組成部分：視覺和空間。在視覺方面，首先必須要滿足前方視野的要求，其次還需要滿足儀表反光以及娛樂系統(tǒng)屏幕反光等等人機要求。儀表板表面為了滿足反光標準必須要進行消光處理，同時其他零件也必須要滿足相應(yīng)的光澤度要求，為了滿足駕駛員的舒適要求和安全要求，便不能使得零件過于明亮。在空間方面，必須要滿足手腳的活動空間的大小，肘部活動空間要足夠；入手和拉手的位置布置以及高度要考慮人機關(guān)系；儀表板上的空調(diào)開關(guān)以及其他需要手動操作的零件，其布置位置以及結(jié)構(gòu)都必須要方便操作。

2汽車儀表板制造工藝

2.1注塑工藝

所謂的住宿工藝就是在施工的時候在注塑機力加一些干燥的塑料粒子，通過螺桿進行相應(yīng)的剪切工作，在到料筒中進行加熱溶解，最后將其冷動成型。而這種注塑加工的工藝在汽車儀表板中是較為常見的應(yīng)用較為廣泛的一種加工工藝?？梢酝ㄟ^這種方法制造出一些軟式儀表板及硬塑儀表板等相關(guān)的零部件。

2.2真空熱成型工藝

真空成形工藝利用PVC材料進行再加工，處理后的材料要進行符合粘貼，使其形態(tài)滿足產(chǎn)品要求。這種工藝在軟質(zhì)儀表板的生產(chǎn)過程當(dāng)中使用的非常廣泛，通過加熱表皮片材，使其溫度升高后充入氣體使型腔成型。在這種情況下材料可以具有很好的拉伸性，將其放置在溫控模具當(dāng)中便可以冷卻定型，從而得到所需要的實際產(chǎn)品。

2.3吹塑處理技術(shù)

在儀表板制造的過程中需要進行吹塑工藝的處理在，主要是將儀表板的塑料模型放置到模具當(dāng)中，在壓縮空氣的處理下，使得塑料模型可以很好附著于腔壁上，在塑料件冷卻之后，就會得到空薄的塑料制件。目前大都數(shù)的汽車儀表板都是采取吹塑工藝進行制作，在塑料制件的過程中一般會使用到hdpe材料和pp材料等等，比如說我們購買的汽車空調(diào)出風(fēng)口就是采取pp材料，進行吹塑工藝成型。

2.4吹塑工藝

所謂的吹塑工藝就是把塑性的型胚放于模腔中，通過壓縮空氣的方法將其吹脹，使其緊緊地貼在型腔的外壁上，在經(jīng)過冷取得方式使其定型得到中空的薄壁產(chǎn)品。并且大部分的熱塑性塑料都能進行這種工藝的施工，將其進行吹塑成型。在汽車儀表板的設(shè)計中，儀表板的空調(diào)風(fēng)管設(shè)備就是采用這一工藝進行的制造。

2.5發(fā)泡工藝

在軟質(zhì)儀表的表皮之下需要加裝一層緩沖層，使其附著在骨架上，以此做為緩沖防止表皮與骨架之間出現(xiàn)硬性碰撞導(dǎo)致?lián)p傷的出現(xiàn)。緩沖材質(zhì)多是由發(fā)泡工藝做為主要核心技術(shù)，現(xiàn)代常用的發(fā)泡工藝主要是以聚氨酯做為原材料的發(fā)泡工藝。聚氨酯泡沫的生成過程主要是異氰酸酯與多元醇之間的反應(yīng)，生成聚氨基甲酸酯，再與發(fā)泡劑水反應(yīng)制造出大量的二氧化碳氣體，二氧化碳在材料內(nèi)部通過物理作用發(fā)生物理膨脹，這便是泡沫塑料生產(chǎn)的全部反應(yīng)。發(fā)泡工藝可以分為開模發(fā)泡以及閉模發(fā)泡兩種，在選擇時需要根據(jù)產(chǎn)品特征以及相應(yīng)的要求進行選擇。

2.6切割處理

在汽車儀表板的生產(chǎn)過程中還需要進行一定的切割施工，比如說軟質(zhì)的儀表板在生產(chǎn)之后，需要對產(chǎn)品多出的部分進行裁剪或者是切割，在切割施工的過程中主要是采取水刀施工和銑刀處理工藝。

2.7聚氨酯發(fā)泡工藝

軟質(zhì)儀表板緩沖層處于表皮與骨架之間，多用發(fā)泡工藝來實現(xiàn)。常用的發(fā)泡工藝是聚氨酯發(fā)泡工藝。聚氨酯泡沫生成主要是異氰酸酯（ISO）的異氰酸根（-N=C=O）與多元醇（Polyol）的羧基（-OH）發(fā)生加成反應(yīng)，生成聚氨基甲酸酯大分子，通過化學(xué)發(fā)泡劑水與異氰酸酯反應(yīng)放出二氧化碳氣體，使黏彈性的泡沫物理膨脹、發(fā)泡、固化，得到泡沫塑料。發(fā)泡工藝根據(jù)產(chǎn)品特點，工藝又可分為開模發(fā)泡和閉模發(fā)泡。

2.8弱化工藝

在進行汽車儀表板設(shè)計的時候，還要注意對儀表板的副駕駛的區(qū)域進行設(shè)計。在設(shè)計的時候要考慮到對氣囊門進行相應(yīng)的弱化設(shè)計，以便保證副駕駛區(qū)域中的氣囊在危險的時候可以正常的打開。而在進行這一使用的時候，比較常見的工藝手段就是冷刀弱化及激光弱化的方式。冷多弱化的原理就是對軟質(zhì)儀表板的表皮進行弱化；而激光弱化的方式使通過激光手段對安全氣囊進行加工。在進行交工的時候，要確把激光聚焦到0.2毫米左右，使形成的激光光速通過激光頭用定頻脈沖的方式作用在汽車儀表板上，按照需要形成能穿透或是不能穿透的小孔。以便受到外界作用力的時候可以自行的斷裂使安全氣囊可以彈出。

2.9表面處理工藝

由于儀表板有裝飾性的特點，所以儀表板通常會運用一些特殊的方式進行過表面處理工藝，使表面處理更加的美觀。而現(xiàn)如今，常見的表面處理工藝有真木飾板工藝，電鍍，表面附模工藝等。

結(jié)語

汽車儀表板必須滿足安全性、功能性以及舒適性等等要求，這是市場競爭當(dāng)中所必須要具有的硬性指標。同時儀表板自身的剛性也必須要滿足汽車正常工作所需。為了減少意外發(fā)生時駕駛員所受到的威脅，儀表板還需要具有一定的吸能性，從而減少外力沖擊。汽車儀表板的發(fā)展與技術(shù)革新是汽車行業(yè)重要的發(fā)展點，也是滿足人們實際需求的重要方向。

參考文獻：

[1]張冀，王俊宏，尉遲明，丁明躍，侯文廣.基于計算機視覺的汽車儀表指針檢測方法[J].計算機工程與科學(xué)，2015（23）：45-47.

[2]周曉東，李亞杰，岳曉峰，高學(xué)亮.基于人因的汽車儀表設(shè)計及工效學(xué)評價[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（30）：78-79.

[3]周泓，徐海兒，耿晨歌.基于HSI模型和Hough變換的指針式汽車儀表自動校驗[J].浙江大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2016（14）：34-36.

（作者單位：吉利汽車研究院（寧波）有限公司）