汽車頂棚總成的生產(chǎn)工藝研究

趙東明

摘要：汽車頂棚是現(xiàn)代汽車內(nèi)部裝飾不可或缺的構(gòu)成部分，同時具備功能性能、裝飾性兩大特點。隨著人們在汽車方面的需求日漸多樣化，在汽車發(fā)展過程中，汽車頂棚工藝的重要性持續(xù)提升。因此，本文從不同角度入手客觀闡述了汽車頂棚及其總成的生產(chǎn)工藝，在優(yōu)化生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上全面提升汽車頂棚的功能性以及裝飾性。

關(guān)鍵詞：汽車頂棚;總成;生產(chǎn)工藝

0 ?引言

在信息化背景下，汽車工業(yè)的發(fā)展空間明顯提升，汽車設(shè)計以及制造標準要求也越來越高。內(nèi)飾部件在現(xiàn)代汽車中占據(jù)重要位置，汽車頂棚是其中之一，裝飾汽車內(nèi)部的同時集隔音、隔熱、吸音等作用于一體，有效設(shè)計以及制造汽車頂棚至關(guān)重要，要在對比、分析生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上加以優(yōu)化、完善，最大化提高汽車頂棚總成效果以及整車NVH性能。

1 ?汽車頂棚概述

汽車頂棚就是加裝在車身頂蓋鈑金下面的一種內(nèi)飾件。通常情況下，汽車的頂棚結(jié)構(gòu)可以分為3層。最上面的是基材層，采用的材質(zhì)大都有著較高的熱塑性，是整個頂棚結(jié)構(gòu)的重要骨架，固型是其起到的關(guān)鍵性作用。根據(jù)車型等，巧用安裝方法、生產(chǎn)工藝，可以提高該層的耐用效果，滿足汽車頂棚結(jié)構(gòu)要求。處于中間的PVC革面層，裝飾是其起到的主要作用，在生產(chǎn)過程中，根據(jù)汽車乘坐舒適性、固體性，選擇顏色適宜的材質(zhì)，防止變形的同時更好地裝飾車內(nèi)。最外層的是保護膜，結(jié)合生產(chǎn)工藝等，選擇高性能、較大粘性的相關(guān)材質(zhì)，便于在使用過程中能夠長時間保護汽車頂棚結(jié)構(gòu)。此外，汽車頂棚生產(chǎn)對應(yīng)用其中的材料有著特別高的要求，體現(xiàn)在尺寸變形、剝離強度、氣味等方面[1]。應(yīng)用到汽車頂棚安裝中的方法并不單一，和粘結(jié)處理法、吊掛法相比，模塑方法更具優(yōu)勢，可以在實現(xiàn)一體式生產(chǎn)過程中有效提升汽車頂棚的安裝質(zhì)量。

2 ?汽車頂棚總成的生產(chǎn)工藝分析

汽車頂棚總成的生產(chǎn)工藝主要包括兩大類，即干法工藝、濕法工藝[2]，根據(jù)汽車頂棚安裝中采用的方法，在對比、分析的基礎(chǔ)上優(yōu)化利用生產(chǎn)工藝，在源頭上保證汽車頂棚質(zhì)量。

2.1 干法工藝和濕法工藝

2.1.1 干法工藝

在應(yīng)用干法工藝過程中，先對半硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡復合板材進行加熱，控制好加熱時間，加熱到180-200度，讓這類材料在一定溫度作用下處于塑性狀態(tài)，再將其放到準備好的模具中，施加和護面材料一樣的壓力，即8到10MPa[3]，塑造成符合相關(guān)規(guī)定的汽車頂棚形狀。隨后，利用現(xiàn)代技術(shù)以及設(shè)備，制成預期的模型，再對其進行針對性冷卻處理，在水射流技術(shù)作用下，合理切割對應(yīng)的材料，在邊界修整的基礎(chǔ)上規(guī)范化粘貼各類附件。干法工藝并不復雜，不需要生產(chǎn)或者加工某些材料，降低了在生產(chǎn)汽車頂棚過程中的工作量，安裝、切割、模壓等才是關(guān)鍵點，但在應(yīng)用過程中投入的成本比較多，主要用到工作量不大的各類汽車頂棚生產(chǎn)中。

2.1.2 濕法工藝

就濕法工藝而言，主要是利用液體的成型膠，將應(yīng)用到汽車頂棚生產(chǎn)中的多種材料粘在一起，比如，無紡布、玻璃纖維。在溫度大約為100度的加熱模具作用下，成型出濕法骨架，利用聚氨酯復合膠，在濕法骨架面層無紡布上面將相關(guān)的織物粘在一起。濕法工藝可以被細化成一步法、兩步法，和干法工藝正好相反，濕法工藝主要應(yīng)用到工作量比較大、造型結(jié)構(gòu)復雜化的汽車頂棚生產(chǎn)中，生產(chǎn)出的頂棚結(jié)構(gòu)有著較好的剛性，投入其中的成本相對較少，但在應(yīng)用過程中會對周圍環(huán)境造成不同程度的污染，也會危害人體健康。

2.2 對比分析兩種生產(chǎn)工藝

2.2.1 汽車頂棚的綜合性能

在汽車頂棚生產(chǎn)過程中，復合模壓工序是干法工藝、濕法工藝二者在實際應(yīng)用中最明顯的區(qū)別，干法工藝是在加熱片材的基礎(chǔ)上對模具進行合理化冷卻，再將其壓制成型，而濕法工藝主要是在對模具合理化加熱基礎(chǔ)上冷卻片材的同時壓制成型。和干法工藝相比，濕法工藝作用下的汽車頂棚有著更高的加工性能、裝配性能以及NVH性能，經(jīng)濟效益也相對較高。相應(yīng)地，下面是濕法頂棚、干法頂棚各自主要性能情況。

2.2.2 汽車頂棚的耐高溫尺寸穩(wěn)定性與成型穩(wěn)定性

相對于干法工藝，在應(yīng)用濕法工藝過程中，壓制成型的汽車頂棚尺寸受環(huán)境溫度影響不大，有著較高的耐高溫性，在高溫環(huán)境下，頂棚尺寸更具穩(wěn)定性。比如，將干法頂棚、濕法頂棚同時放置在溫度為100度的環(huán)境中，放置時間為16小時，干法頂棚尺寸大小變化明顯大于濕法頂棚，干法頂棚尺寸的變化率最大為2.5%，而濕法頂棚尺寸最大的變化率為0.5%。這和應(yīng)用到汽車頂棚生產(chǎn)中的材料有著特別大的關(guān)系，應(yīng)用到濕法頂棚生產(chǎn)中的是熱固性材料，和應(yīng)用到干法頂棚生產(chǎn)中的熱熔性材料相比，有著更高的耐高溫性。此外，干法工藝主要應(yīng)用到制作結(jié)構(gòu)簡單化、延展程度不大的汽車頂棚生產(chǎn)中，使用范圍相對較小，而濕法工藝可以應(yīng)用到制作結(jié)構(gòu)復雜化、延展程度較高的汽車頂棚生產(chǎn)中，在拉伸過程中有著較大的形變量。和干法工藝相比，濕法工藝有著更高的塑型效果、成型穩(wěn)定性，也有著更廣的使用范圍。

2.2.3 汽車頂棚的環(huán)保性能與輕量化

和濕法工藝相比，干法工藝在應(yīng)用過程中對汽車頂棚生產(chǎn)環(huán)境的污染程度相對較低。在對這兩類工藝作用下的汽車頂棚進行VOC測試，除開丙烯醛、苯，濕法頂棚中苯乙烯、二甲苯、甲苯等有害物質(zhì)含量明顯高于干法頂棚，對人體健康有著更大的危害性，干法工藝的環(huán)保性能高于濕法工藝。相應(yīng)地，下面是在VOC測試過程中，干法頂棚與濕法頂棚中某些有害物質(zhì)含量情況。

在輕量化方面，濕法工藝比干法工藝更具優(yōu)勢，這和應(yīng)用的材料有著一定關(guān)系。就汽車頂棚的基材來說，以“PU玻纖板”為例，想要汽車頂棚結(jié)構(gòu)的剛度性相同，干法工藝應(yīng)用中所需的材料也比濕法工藝多，材料量多出范圍為300到500g/m2。與此同時，和干法頂棚相比，濕法頂棚相對較輕，重量減輕范圍為1.05到1.75kg左右[4]，能夠更好地滿足現(xiàn)代汽車在輕量化設(shè)計方面的具體要求。

3 ?結(jié)語

總而言之，汽車內(nèi)飾效果、整體性能等和頂棚有著直接關(guān)系，頂棚的性能、功能又和總成生產(chǎn)工藝有機聯(lián)系。在汽車頂棚實際生產(chǎn)中，不管采用的是何種生產(chǎn)工藝，都必須科學匹配車型、材料等，要在分析生產(chǎn)環(huán)境條件基礎(chǔ)上巧用現(xiàn)代技術(shù)以及設(shè)備，優(yōu)化工藝流程、生產(chǎn)方法等，保證汽車頂棚總成質(zhì)量，為生產(chǎn)高性能、高舒適度的汽車提供重要的支撐力量，提高汽車使用的綜合效益，促使汽車行業(yè)有著更加廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]郭稱勇，肖康寶.汽車頂棚模塊化裝配工藝研究[J].北京汽車，2019（04）：44-46.

[2]孔敏，胡偉，莫健華，楊衛(wèi)紅，劉暉暉.基于AUTOFORM的汽車頂棚沖壓回彈評估及補償研究[J].鍛壓技術(shù)，2019，44（08）：41-48.

[3]孫大鵬，黃千千.汽車頂棚概論與設(shè)計[J].汽車實用技術(shù)，2018（10）：88-90.

[4]關(guān)杰，王士川.汽車頂棚內(nèi)飾設(shè)計及工藝[J].汽車零部件，2018（05）：47-49.