某車型空調(diào)控制器IMD工藝面板起泡問(wèn)題改進(jìn)分析

張平　梁麗娜

摘 要：隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)汽車的舒適性要求越來(lái)越高。汽車空調(diào)控制器是整車空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分之一，也是汽車車內(nèi)重要的內(nèi)飾組成部分。汽車空調(diào)控制器不僅能夠控制整車空調(diào)系統(tǒng)的工作，還有提升座艙美觀的作用，對(duì)提高整車的駕乘舒適性起到非常重要的作用。汽車空調(diào)控制器一般由電路板（PCBA）、后殼、面板組成。在面板的制作工藝中有常規(guī)的注塑噴漆工藝，也有目前流行的模內(nèi)注塑工藝（IMD），本文主要對(duì)模內(nèi)注塑工藝導(dǎo)致的后期空調(diào)控制器面板起泡問(wèn)題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：空調(diào)控制器 IMD工藝面板起泡 模內(nèi)注塑

1 模內(nèi)注塑工藝介紹

模內(nèi)注塑工藝（IMD）屬于注塑表面材料應(yīng)用技術(shù)，它將傳統(tǒng)的注塑成型技術(shù)與后加工技術(shù)相結(jié)合，一體成型。它突破了傳統(tǒng)的塑膠外殼設(shè)計(jì)局限，可實(shí)現(xiàn)“多彩”、“紋理”、“色彩圖案立體感”等效果，同時(shí)具備節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，被喻為一種“塑料革命”。傳統(tǒng)的塑膠外觀件先注塑成型，然后再進(jìn)行印刷、噴漆、電鍍等后加工工藝，色彩不易控制，色差較大。由于噴涂、電鍍等后加工不良率高，而印刷僅限于平面材料，因此傳統(tǒng)塑膠外殼的設(shè)計(jì)受到了嚴(yán)重局限，特別是針對(duì)較為復(fù)雜的異體形狀。模內(nèi)注塑工藝是將印刷好的薄膜成型后，鑲嵌在注塑模腔內(nèi)然后合模注塑。注塑樹(shù)脂在薄膜的背面與油墨層相結(jié)合，面板圖文、標(biāo)識(shí)置于薄膜與注塑成型的樹(shù)脂之間，圖文、標(biāo)識(shí)不會(huì)因摩擦或時(shí)間關(guān)系而磨損。它以注塑成型為依托，其形狀、尺寸可保持穩(wěn)定，更便于裝配，具體工藝見(jiàn)圖1。

2 問(wèn)題描述

某車型反饋空調(diào)控制器表面起泡，見(jiàn)圖2，通過(guò)對(duì)下線故障車進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，空調(diào)控制器表面起泡故障率高達(dá)40%，見(jiàn)表1;

通過(guò)對(duì)故障空調(diào)控制器進(jìn)行解剖分析，起泡主要由于膜片與注塑材料未融合導(dǎo)致，兩者之間存在分層，在成型后持續(xù)分離導(dǎo)致起泡，見(jiàn)圖3;

3 原因分析

末端因素鎖定：結(jié)合面板制造工藝，采用邏輯圖排查末端因素，如圖4所示。

通過(guò)邏輯圖排查，鎖定如下5 項(xiàng)末端因素：

1、印刷工藝不符合要求;

2、注塑工藝不符合要求;

3、膜片材料不符合要求;

4、印刷油墨不符合要求;

5、注塑模具設(shè)計(jì)不合理;

末端因素要因確認(rèn)

1、印刷工藝不符合要求：印刷工藝在面板制造過(guò)程中屬于重點(diǎn)管控工藝，印刷的故障將會(huì)直接影響到后續(xù)的注塑，因此對(duì)于印刷工藝因重點(diǎn)管控，防止產(chǎn)生變異。通過(guò)對(duì)膜片印刷工序進(jìn)行確認(rèn)，在印刷過(guò)程中技術(shù)員及作業(yè)員對(duì)工藝設(shè)備參數(shù)進(jìn)行開(kāi)班點(diǎn)檢及過(guò)程巡檢并做記錄，生產(chǎn)零部件按要求進(jìn)行首件及過(guò)程抽檢并做記錄。

經(jīng)確認(rèn)，膜片印刷過(guò)程按控制計(jì)劃要求進(jìn)行嚴(yán)格管控，不會(huì)造成大面積的面板起泡，膜片印刷工藝不符合要求為非要因。

2、注塑工藝不符合要求：注塑是膜片與塑料料子結(jié)合工序，注塑過(guò)程中如模具內(nèi)排氣不暢或料堵均有可能對(duì)兩者結(jié)合產(chǎn)生影響，在生產(chǎn)過(guò)程中除關(guān)注注塑工藝外，還需重點(diǎn)關(guān)注模具及設(shè)備工作狀態(tài);調(diào)取注塑工藝參數(shù)表對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)注塑工藝進(jìn)行校核，注塑參數(shù)設(shè)置符合注塑工藝參數(shù)表要求，同時(shí)車間要求技術(shù)人員定期對(duì)模具及注塑機(jī)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)確認(rèn)，有效管控模具及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)零件進(jìn)行抽取檢測(cè)，均符合檢驗(yàn)規(guī)范要求，檢驗(yàn)規(guī)范。

經(jīng)確認(rèn)，注塑工藝設(shè)置合理，注塑工藝不符合要求為非要因。

3、膜片材料不符合要求：膜片的材料直接影響到膜片的成型效果及油墨的粘附效果，屬于重點(diǎn)管理的原材料之一。調(diào)取膜片來(lái)料記錄進(jìn)行確認(rèn)，膜片材料為規(guī)定材料，來(lái)料檢測(cè)合格，存儲(chǔ)環(huán)境符合材料存儲(chǔ)要求，見(jiàn)表2。

經(jīng)確認(rèn)，膜片材料正常使用規(guī)定材料，存儲(chǔ)及周轉(zhuǎn)均符合要求，膜片材料不符合要求為非要因。

4、印刷油墨不符合要求：印刷油墨屬于膜片及注塑材料的粘合劑，起到關(guān)鍵的連接作用，失效時(shí)會(huì)引起大面積的粘結(jié)失效。通過(guò)對(duì)油墨材料確認(rèn)，在供應(yīng)商處整個(gè)工廠使用均為同一種油墨材料，油墨材料來(lái)料檢驗(yàn)合格，但其余產(chǎn)品未發(fā)生起泡現(xiàn)象，材料見(jiàn)表3。

通過(guò)對(duì)油墨材料確認(rèn)及同類產(chǎn)品質(zhì)量表現(xiàn)確認(rèn)，印刷油墨不符合要求為非要因。

5、注塑模具設(shè)計(jì)不合理：注塑模具作為膜片與注塑材料融合的關(guān)鍵載體，在整個(gè)生產(chǎn)工藝中起到了舉足輕重的作用。通過(guò)對(duì)故障件面板板拆解，面板起泡位置集中在注塑進(jìn)膠口位置，且進(jìn)膠口位置注塑料與膜片未完全貼合，產(chǎn)生了分層現(xiàn)象，隨機(jī)抽取10件故障件對(duì)進(jìn)膠口位置進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果不合格，見(jiàn)表4。

通過(guò)對(duì)注塑模具進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，注塑模具進(jìn)膠口設(shè)計(jì)尺寸寬度過(guò)窄，見(jiàn)圖5，在注塑過(guò)程中由于有保壓過(guò)程，使產(chǎn)出產(chǎn)品內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大，膠口沖墨脫層，在后續(xù)裝車后進(jìn)行高溫暴曬過(guò)程中脫層面積進(jìn)一步擴(kuò)大導(dǎo)致面板起泡鼓起。

4 措施制定及實(shí)施

針對(duì)已確認(rèn)的末端因素，制定如下措施：更改進(jìn)膠方式，由原側(cè)壁進(jìn)膠，改潛伏式進(jìn)膠并加大進(jìn)膠口，見(jiàn)圖6。

5 措施實(shí)施效果驗(yàn)證

經(jīng)過(guò)確認(rèn)，已優(yōu)化蓋板注塑模具，將進(jìn)膠方式由原側(cè)壁進(jìn)膠改為潛伏式進(jìn)膠并加大進(jìn)膠口。隨機(jī)抽取注塑后面板進(jìn)行附著力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果合格，見(jiàn)表5;同時(shí)對(duì)優(yōu)化后4451PCS進(jìn)行高溫檢驗(yàn)（溫度95°濕度50%? 時(shí)間1H），無(wú)起泡現(xiàn)象，見(jiàn)表6。

6 總結(jié)

現(xiàn)階段模內(nèi)注塑工藝（IMD）已成為空調(diào)控制器等內(nèi)飾外觀件表面處理工藝的常用工藝，如何管控工藝制程穩(wěn)定性及外觀立體設(shè)計(jì)和色彩表現(xiàn)成為管控的重點(diǎn)。本文從實(shí)際案例出發(fā)，對(duì)模具進(jìn)膠口設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化分析，未來(lái)我們將研究更好的設(shè)計(jì)和控制方案，制造出更好、更美觀、更炫目的外觀產(chǎn)品。