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浅谈仪表板制造工艺
作者:浙江众泰汽车技术中心 王智

仪表板简称“IP（Instrument panel）”,是汽车内饰关键组成部分。因为含有得天独厚空间位置，使得仪表板成为很多操作功效载体：驾驶者不仅可经过仪表板了解车辆基础行驶 状态，而且可对风口、音响、空调和灯光等进行控制，从而在确保安全同时，享受到更多驾乘乐趣。多年来，伴随技术不停进步，更多操作功效被集成到了 仪表板中。显然，为了确保所支撑多种仪表和零件能够在高速行驶及振动状态下正常工作，仪表板必需含有足够刚性，而为了降低发生意外时外力对正、副驾驶 冲击，还要求仪表板含有良好吸能性。和此同时，出于舒适和审美要求，仪表板手感、皮纹、色泽和色调等也日益受到大家重视。yKA汽车设计网
总而言之，作为一个独特内饰部件，仪表板集安全性、功效性、舒适性和装饰性于一身，这些性能好坏已成为评判整车等级关键标准之一。通常，不一样车型所配置仪表板等级是完全不一样。依据车型配置要求，可选择适合仪表板生产工艺，以达成降低生产成本目标。yKA汽车设计网
仪表板种类及生产工艺yKA汽车设计网
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现在，常使用仪表板关键包含：硬质仪表板、半硬质仪表板、搪塑发泡仪表板、阴模成型仪表板和聚氨酯喷涂仪表板等多个类型。不一样仪表板，其生产工艺也不尽相同。yKA汽车设计网
通常，硬质仪表板（注塑件）工艺步骤为：注塑成型仪表板本体零件→焊接关键零件（如需要）→组装相关零件；半硬质仪表板(阳模吸塑件) 工艺步骤为：注塑/压制仪表板骨架→吸塑成型表皮和骨架→切割孔和边→组装相关零件；搪塑发泡仪表板工艺步骤为：注塑成型仪表板骨架→真空成型/搪塑表 皮→泡沬层发泡处理→切割孔和边→焊接关键零件（如需要）→装配相关零件；阴模成型仪表板（阴模成型及表皮压纹）工艺步骤为：注塑成型仪表板骨架→真 空成型/吸塑表面压纹→泡沬层发泡→切割孔和边→焊接关键零件（如需要）→组装相关零件；聚氨酯喷涂仪表板工艺步骤为：注塑成型仪表板骨架→PU喷涂 →发泡层发泡→切割孔和边→焊接关键零件（如需要）→组装相关零件。yKA汽车设计网
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仪表板注塑成型yKA汽车设计网
对于全塑硬质仪表板和发泡仪表板而言，其骨架注塑成型通常需要使用锁模力为～3000T注塑机，骨架材料能够采取PC/ABS、SMA或PP+GF，表1对这3种材料成型性、成本和使用性能做了比较。yKA汽车设计网
表1 注塑成型骨架材料比较

仪表板注塑工艺可分为高压注塑和低压注塑两种方法。高压注塑特点是：材料在经螺杆加热后被注入到闭模中成型。通常，经高压注塑成型部件易出现缩印、 变形和熔接痕等质量问题，这通常是由加强筋和/或浇口位置设计不妥引发，另外，材料或产品结构不合理也会对此有所影响。低压注塑关键特点是：经螺杆 加热后材料被注入到微闭合模具中，模具在二次闭合后加压，产品经冷却定型后，开模将其取出。通常，低压成型工艺关键用于生产表面有装饰面料（织物或表 皮）产品，如A、B、C柱，门板上饰板和仪表板上饰板等。该工艺优点是：成型效率高、产品变形小，面料和骨架之间不需要使用粘接剂。但其缺点是成本 高，尤其是相对于高压注塑而言，模具工装成本较高。另外，相对于二次复合工艺所使用材料（即包覆成型）而言，工艺面料较昂贵。yKA汽车设计网
仪表板表皮阳模吸塑成型yKA汽车设计网
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阳模真空吸塑是生产仪表板表皮一个工艺方法，其特点是：对表面带有花纹片材进行加热，当达成拉伸成型温度时，提升阳模，使加热表皮和阳模之间形成真空 腔。开启阳模真空抽吸系统，使表皮紧贴在阳模型腔表面上，冷却后脱模。经定型后表皮即可转入下一道发泡成型工序中。yKA汽车设计网
该工艺优点是：模具投资少且使用寿命长，生产效率高，设备成本只有搪塑设备1/3～1/4。但其缺点是：因为表面花纹是预制，所以伴随表皮拉伸度 增大，花纹损失也随之增大，从而造成细皮纹消失、粗皮纹淡化并形成显著视觉差，影响美观。因为阳模真空成型工艺特征，使得产品阴阳尺寸受到局限，通常 要求R角在1.5mm以上，从而对产品外观设计带来一定束缚。yKA汽车设计网

仪表板表皮搪塑成型yKA汽车设计网
搪塑表皮制造过程是：首先将带有表面花纹搪塑模具加热到搪塑表皮成型温度，然后将粉箱和搪塑模扣合，使之按设定程序旋转。当粉料熔化并粘附于模具 表面达成一定厚度后，脱开粉箱。接着，继续加热模具外表面，以使模具内表面搪塑表皮得到塑化烧结。最终，快速冷却模具外表面（不喷淋），使表皮冷却成 型。yKA汽车设计网yKA汽车设计网

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搪塑表皮通常含有以下优点：因为搪塑表皮表面花纹是在表皮成型过程中形成，所以花纹表面一致性好；在产品设计上，只要照料到模具局部加热性，即可 将模具做成较深凹陷，甚至做成一定负角，以加大产品造型设计裕度；材料成本相对较低。其缺点是：模具投资大，寿命短（通常模具质量确保只有 0次表皮寿命）；设备投资大；需要不停地清理模具，造成辅助工时较长。yKA汽车设计网
根据搪塑表皮外观质量要求，其表面必需清洁、完整、无流痕且皮纹要均匀一致，同时表皮颜色和标准色板比对时无显著差异，表皮重量应控制在标准值±5% 范围内。另外，必需在要求位置上做标识，标识内容应包含：日期、班次和张数，而且标识要清楚可见，有可追溯性。为了确保成型后表皮不变形受损，通常应将 其存放在本体骨架上，表皮叠放不超出4张，放有表皮骨架则应存放到周转车上。yKA汽车设计网

表2和表3对搪塑表皮和阳模吸塑表皮特点和性能做了比较。

表2 搪塑表皮和阳模吸塑表皮比较yKA汽车设计网
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表3 搪塑表皮和阳模吸塑表皮性能比较
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仪表板表皮阴模吸塑成型yKA汽车设计网
阴模吸塑成型技术是阳模真空吸塑和搪塑技术有机结合，它是一个热模成型技术，立即不带皮纹热片材（0.8mm TPO表皮+2.0mm泡沬）放置在发泡层和阴模型腔之间，经过真空吸附使片材和模具型腔（模具型腔已做出了皮纹）接触成型。冷却时片材收缩，并和发泡 层吸附贴合成型。和传统成型和复合工艺相比，该工艺不会出现皮纹拉伸现象，而且能够在一个零件上实现不一样皮纹形式，皮纹均匀、清楚且手感好，和搪塑效 果相当。yKA汽车设计网

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yKA汽车设计网yKA汽车设计网阴模吸塑成型表皮关键优点是：表面花纹效果靠近搪塑表皮，模具寿命比搪塑模具提升了3～6倍，生产效率高。其缺点是：材料利用率低，对设备要求高，模具一次性投入高。yKA汽车设计网
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在设计阴模吸塑成型表皮时，应注意以下几方面问题：yKA汽车设计网
1. 小于1mmR角没有措施加工；yKA汽车设计网
2. 设计自由度不高；yKA汽车设计网
3. 多个颜色使用受到限制；yKA汽车设计网
4. 皮纹制作时间长。通常，阴模成型仪表板需要投入模具、检具和周围辅助台架工装（总体费用大约为1000万人民币），而现在中国没有成熟阴模和发泡模具设计制造能力，所以工装费用相对较高；yKA汽车设计网
5. 注意表皮和出风口及其它部件间装配结构、次序和间隙；yKA汽车设计网
6. 注意骨架和发泡层脱模，和骨架和空调风道装配和焊接方法。yKA汽车设计网

仪表板表皮聚氨酯喷涂工艺yKA汽车设计网
聚氨酯（PU）喷涂工艺是多年来快速发展起来一个新工艺，相对搪塑工艺而言，它含有很多优点，如：可形成双色仪表板表面，使得造型设计更灵活；设备相对 简单，能源消耗大大降低。尤其是近几年来，伴随PU粉状原材料降价，使得可回收利用PU表皮和传统PVC搪塑表皮之间竞争日趋猛烈。yKA汽车设计网
PU喷涂仪表板表皮关键工艺步骤为：在模具上喷脱模剂→喷漆（颜色）→喷PU原料以形成表皮（由机械手控制不一样部位厚薄）→冷却→取出表皮。

发泡工艺yKA汽车设计网
通常，采取搪塑成型、阴模成型和PU喷涂技术生产仪表板，其后续工艺（如发泡等）基础上全部是相同。发泡是将聚醚和异氰酸酯等充足混合后，注入模具中 表皮和骨架之间，经交联固化后，在表皮和骨架之间形成泡沬结构。该泡沬不仅将表皮和骨架连接在一起，而且大大改善了零件手感。它是生产软质仪表板必需 工艺。yKA汽车设计网
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总而言之，仪表板设计和制造工艺发展是密不可分，不一样加工工艺要求设计者在设计时需要采取对应结构处理方法。在制造工艺不停进步今天，设计者只有不停地了解、熟悉优异制造工艺，并在设计当中妥善处理，才能使其所设计产品满足不一样工艺要求。
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