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汽车内外饰材料与成型工艺了解非金属材料及成型工艺–车身所侯桂芳–2012年12月29日–2一、汽车内外饰常用非金属材料概述二、塑料制品特性要求及成型工艺三、橡胶特性要求及成型工艺四、织物、皮革及特性要求及成型工艺五、纤维复合材料特性要求及成型工艺六、汽车用玻璃与成型工艺七、胶粘剂及特性要求目录–3–汽车内饰常用非金属材料一、汽车内外饰常用非金属材料概述1、塑料：是以合成树脂为主要成分，并根据不同需要而添加不同添加剂所组成的混合物。在汽车减重、安全、美观、舒适、节能、耐用、耐蚀等方面发挥着重要作用。a:优点：密度小，通常为(0.83～2.2)g/cm3；物理性能良好：抗冲击性不逊于金属，柔韧性好，手感、耐磨、减振、吸音，对电、热、声都有良好的绝缘性。耐化学腐蚀性，抵抗酸、碱、有机溶剂、油料、气体、盐水的浸蚀能力；设计自由度大：可制成透明、半透明、或不透明的制品，外观多样化，表面可作成特色花纹；–4二、塑料制品特性要求及成型工艺–5–着色性好；加工性能好：复杂制品一次成型，大批量生产效率高、成本低、经济效益显著。–b:缺点：收缩率大，吸水性强，尺寸稳定性差，难以制成高精度制品；易燃，燃烧时产生大量黑烟和有毒气体；易老化、易变形等，但通过改性可以降低其缺陷。二、塑料制品特性要求及成型工艺c:塑料分类–6–热塑性–热固性–通用塑料工程塑料–聚丙烯PP、聚乙烯PE–聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS–聚甲基丙烯酸甲酯PMMA–聚酰胺PA、聚甲醛POM–聚碳酸酯PC–改性聚苯醚MPPO–PBTP、PAR、PEI、PAI–塑料–酚醛树脂PF–三聚氰胺-甲醛树脂MF–不饱和聚酯UP–聚氨酯PU–ABS、AS–环氧树脂EP二、塑料制品特性要求及成型工艺热塑性塑料与热固性塑料比较：成分特点成型方法热塑性材料聚合树脂+添加剂有重复加工性，可回收；注射、挤出、吸/吹塑热固性材料缩聚树酯+添加剂不具有重复加工性，不可回收压缩（模压）、压注、注射–7–项目–种类二、塑料制品特性要求及成型工艺–862%12%4%9%2%3%4%2%1%1%PP：62%ABS：12%PC+ABS：4%PU：9%PVC：2%PE：3%POM：4%PA：2%ASA：1%PC+PBT：1%PPO/PA：0%PC：0%–d:汽车内外饰件常用塑料种类及使用比例:二、塑料制品特性要求及成型工艺2、塑料制品成型工艺主要有注塑、吸塑、挤出、吹塑、压塑、发泡、喷涂、滚塑等。（1）、注塑成型：是指利用注射机将熔化的塑料快速注入闭合的模具内，使之冷却固化，开模得到定型的塑料制品的方法。包括低压注射成型、气体辅助成型、熔芯注射、双色注射成型等类型。其加工过程：–9–按需–退火调湿二、塑料制品特性要求及成型工艺–10注塑设备工作原理：二、塑料制品特性要求及成型工艺–11类别特点适用性优缺点高压注塑在较高的注射压力下，在封闭模具中完成注塑过程生产一般塑料制品35～130MPa1、一次成型，生产效率高2、注射压力大，能成型较复杂的大型产品3、设备投入成本高低压注塑在较低的注射压力下，在微闭合的模具中完成注塑过程，可预先置入面料，一次完成复合成型主要用于封装、保护或装饰0.15～4MPa1、注射压力低,不易损坏较小的元器件,次品率极低2、优异的保护或装饰效果3、设备投入低（无需钢模）4、但注射压力低，不易成型较复杂产品形状反应注塑(RIM)充模前先将原反应材料混合，使低粘度高活性的混合体高速注入模具内完成聚合、交联、固化等而形成固态部件适合短流程生产和样机生产1、充模时采用低粘度中间体，能耗低，模具浇口简单2、充模压力低，设备及模具成本低且周期短3、装运、存放和处理混合体材料需用特种设备和程序4、填充时易出现气泡，模具难密封，影响尺寸、外观等气辅注塑利用高压隋性气体注射到熔融的塑料中形成真空截面并推动熔料前进，完成注射过程易产生翘曲变形的板类和大平面制件1、可减轻产品重量、消除缩痕、提高生产效率2、可消除产品内部应力，防止产品变形3、模具及工艺参数复杂，且需增加气辅设备，成本高二、塑料制品特性要求及成型工艺（一）塑料制品成型工艺注塑设备工作原理：–12二、塑料制品特性要求及成型工艺–13二、塑料制品特性要求及成型工艺–14锁模力为２０００～３０００Ｔ注塑机二、塑料制品特性要求及成型工艺–15二、塑料制品特性要求及成型工艺–16二、塑料制品特性要求及成型工艺–17二、塑料制品特性要求及成型工艺–18二、塑料制品特性要求及成型工艺–19二、塑料制品特性要求及成型工艺–20二、塑料制品特性要求及成型工艺–21二、塑料制品特性要求及成型工艺–22二、塑料制品特性要求及成型工艺–23二、塑料制品特性要求及成型工艺–24二、塑料制品特性要求及成型工艺–25二、塑料制品特性要求及成型工艺–26（2）、吸塑成型即真空吸附，是指在成型模具的上模或下模开出抽真空的细孔，利用真空产生的压力使皮面与模具更紧密贴合，充分冷却后拔模。有两类：阳模吸塑和阴模吸塑。板材固定加热抽真空冷却成品拔模二、塑料制品特性要求及成型工艺•阳模真空吸塑是生产仪表板表皮的一种工艺,其特点是对表面带有花纹的片材进行加热，当达到拉伸成型温度时，提升阳模，使加热表皮与阳模之间形成真空腔。开启阳模真空抽吸系统，使表皮紧贴在阳械的型腔表面上，冷却后脱模，经定型后的表皮即转入下一道发泡成型工序中。•优点：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的1/3-1/4。•缺点：表面花纹预制，随表皮拉伸度的增大，花纹损失也随之增大，从而导致细皮纹消失、粗皮纹淡化，影响美观。•阴阳角尺寸受限，要求R角在1.5mm以上，对产品外观设计带来一定的束缚–271)、阳模吸塑二、塑料制品特性要求及成型工艺2)、阴模吸塑成型：是阳模真空吸塑与搪塑技术的有机结合，它是一种热模成型技术，即将不带皮纹的热片材（0.8mmTPO表皮+2.0mm泡沫)放置在发泡层与阴模的型腔间,通过真空吸附使片材与模具型腔(模具型腔已做出了皮纹)接触成型。冷却时片材收缩，并与发泡层吸附贴合成型。•优点：不会出现皮纹拉伸现象，而且在一个零件上实现不同的皮纹形式，皮纹均匀、清晰且手感好，与搪塑效果相当。模具寿命比搪塑模具提高了3-6倍，生产效率高。•缺点：材料利用率低，对设备要求高，模具一次性投入高–28二、塑料制品特性要求及成型工艺（3）、搪塑成型：•表皮成型的一种工艺。将带有表面花纹的搪塑模具加热到搪塑表皮的成型温度，然后将粉箱与搪塑模扣合，使之按设定的程序旋转。当粉料熔化并粘附于模具表面达到一定厚度后，脱开粉箱。继续加热模具外表面，使模具内表面的搪塑表皮得到塑化烧结。快速冷却模具外表面，使表皮冷却成型。主要材料：PVC、TPO、TPU–29•优点：表面花纹是在表皮成型过程中形成，花纹表面一致性好；在设计中，只要照顾到模具局部加热性，即将模具做成较深的凹陷，甚至做成一定的负角，以加大产品造型设计的裕度；材料成本相对较低。•缺点：模具投资大，寿命短（20000次），需要不断清理模具，导致辅助工时较长。二、塑料制品特性要求及成型工艺（4）、聚氨酯（PU）喷涂工艺：一种新工艺。在模具上喷脱模剂、喷漆（颜色）、喷PU原料、冷却、取出表皮。•优点：可形成双色仪表板表面，使得造型设计更灵活；设备简单，能源消耗大大减少。可回收。•缺点：喷涂参数受机械手影响，决定喷涂的厚薄。–30二、塑料制品特性要求及成型工艺–31–（5）、发泡成型：即两种或两种以上的塑料液体在催化剂、发泡剂、稳定剂等作用下，混合后在一下压力下产生的联合发泡反应，混合原液充填至整个模腔，在一定温度下使塑料产生微孔结构，并熟化为固体，脱模后可得到产品。常用的树脂有PS、PU、PP、PE、PVC等。物料搅匀入模发泡切割成型成品–热模塑–冷模塑二、塑料制品特性要求及成型工艺–32类别工艺原理适用性优缺点物理发泡在塑料中溶入气体或低沸点液体，而后使其膨胀或气化发泡的方法喷涂•毒性小，原料成本低，发泡剂无残留•施工环境受外界影响大机械发泡由计量泵按配比将原料混合，并利用机械的搅拌作用混入气体，经定型过程使其膨胀发泡的方法浇注•混合充分，泡孔细而均匀，外观品质好•原料损耗大，劳动生产率低化学发泡利用化学发泡剂加热后分解放出的气体或原料组份间的化学反应所放出的气体使塑料熔体发泡注射•工艺参数可控，模腔压力小，生产成本低•表面光洁度差二、塑料制品特性要求及成型工艺–各分类发泡工艺对比•（6）、吹塑工艺（Blowmolding）•目前最新开发的一项工艺，对TPU材料的吹塑成型。•优点：能耗低，模具采用镍壳模，与阴模成型模具类似，但无须加热，寿命很长，一次成型二个产品。TPU本身耐摩擦，机械性能良好，花纹保持性好，可生产厚度较薄的表皮。–33挤出管坯合模预吹气成品开模冷却吹气切断二、塑料制品特性要求及成型工艺类别特点适用性优缺点挤出吹塑先挤出型坯（型坯不需型芯支撑），再对型坯吹塑对形状要求不太严格的中空产品，如空调出风管1、生产效率高，投入成本低，模具和机械的选择范围广2、废品率较高，废料的回收、利用差，产品的厚度控制、原料的分散性受限制，成型后必须进行修边注射吹塑先注塑出型坯（型坯需金属型芯支撑），再对型坯吹塑圆形或椭圆形的产品，如矿泉水水瓶1、加工时无废料产生，能有效控制产品的壁厚和材料的分散，细颈产品成型精度高，外观品质高，不需二次加工2、设备成本高，生产过程中需频繁换模，效率低拉伸吹塑在吹塑前,先对型坯作轴向或横向拉伸，再吹塑薄壁的中空产品，如包装容器1、产品质量高，能成型较大的产品2、工序多，投资大，且成型压力大，易造成产品内应力集中多层吹塑以多层管坯复合,并在同一条件下进行吹胀,冷却形状复杂的多层复合产品，如汽车燃油箱1、产品质量优良，能同时生成复杂的多层产品2、工艺较复杂，且需专用设备，设备投资较大工艺概述：–主要指中空吹塑成型，是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法工艺原理图：分类及其特点：–34二、塑料制品特性要求及成型工艺•（7）、挤出成型•又叫挤塑、挤压、挤出模塑，是借助螺杆和柱塞的挤压作用，使塑化均匀的塑料强行通过模口而成为具有恒定截面和连续制品的成型方法。•特点：连续化，效率高，质量稳定；应用范围广；投资少，见效快；劳动强度低；适于大批量生产。–35加料压缩加热挤出成品牵引冷却定型成型二、塑料制品特性要求及成型工艺•（8）、模压成型•又称压缩模塑，是将粉状态、粒状、碎屑状或纤维状的塑料放入加热的阴模中，合上阳模后加热使其熔化，并在压力作用下，使物料充满模腔，形成与模腔形状一样的模制品，再经加热或冷却，拔模后即得制品。•特点：适用于热固性材料；投资少；压力损失小；无流道及浇口，材料浪费少；缺点固化时间长，效率低，易产生飞边，自动化程度低，复杂形状或带嵌件的制品不易成型。–36加料加热加压成品拔模冷却成型合模二、塑料制品特性要求及成型工艺–37–（9）、滚塑成型：又称旋转成型、旋转浇铸成型。是一种热塑性塑料中空成型方法。–原理:利用加热以及沿两条轴线的旋转生产中空的单个零件。将熔化的塑料注入正在旋转的模具内，离心力迫使熔化的塑料贴在模具内壁上.–流程:粉料加注表面修理合模旋转加热冷却成品–290°～350°双轴方向旋转与滚动风冷或水冷至70°～80°脱模二、塑料制品特性要求及成型工艺二、塑料制品特性要求及成型工艺–39–（10）、塑料件表面处理工艺–涂装：目的：掩饰内饰制品表面缺陷，如注射产品色差、银丝、拉丝、融合痕等，吸塑产品的拉伸白痕、色碱等；降低内饰塑料制品成本，提高使用寿命；增加制品特殊功能，扩大适用范围。–作用：装饰、保护、特殊作用。挂件上线预脱脂脱脂水洗去离子水洗强风吹干烘干冷却去静电喷漆流平烘干强制冷却成品二、塑料制品特性要求及成型工艺–40–（11）、水转印；属印刷工艺技术，对承印物全部表面进行装饰。–原理：将特殊处理的高分子薄膜，用凹印机印上图样，放在水槽中展平活化后，利用水压原理将图样均匀印在表面。转印模印刷转印工件预处理喷底漆流平烘干上架转印膜延展转印膜活化转印水洗烘干画膜烘干喷