汽车软质仪表板表皮成型工艺研究
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摘 要：当前，高端汽车内饰的仪表板普遍采用软质仪表板，且对仪表板的外观缝隙要求非常高。汽车仪表板是汽车内饰中的主要部件。上面集成了转向系统，空调系统，娱乐系统及其人机界面。还有着储物功能和装饰作用，同时在碰撞中为前排乘客提供一定的缓冲保护。因此，仪表板的设计和制造是一个比较复杂的系统工程。本文就汽车软质仪表板表皮成型工艺展开探讨。
关键词：仪表板；真空成型；搪塑成型；真皮包覆
引言
近年来，随着我车汽车工业的发展和人们生活水平的不断提高，消费者在关注汽车安全性和环保性的同时也对汽车内部装饰的舒适性也提出了更高的要求，尤其是对驾乘人员可直观感受的仪表板部位，对于一个好的仪表板来说，其不仅需要设计出美观新颖的外形，好需要设计出舒适的触感。目前，大部分主机厂的畅销车型的仪表板均已开始采用软质仪表板，其软质仪表板表皮的生产工艺主要有真皮包覆工艺、搪塑工艺及真空成型工艺等。
1汽车仪表板的种类
汽车的仪表板可以按照使用材料的不同化为两种不同的种类，一个是硬质的汽车仪表板，一个是软饰的汽车仪表板（含缓冲层，骨架，表层）。硬质的汽车仪表板的设计结构先比之下很简单，运用的制造工艺是注塑成型的方式，不需要造价过高的表皮进行装饰。而于汽车软饰的仪表板来说，其构成部分不同所运用的制造材料也是不同的。对于轿车来说，这种仪表板的材料通常是运用ABS塑料聚合物，聚氨基甲酸酯等材料构造的。而对于汽车仪表板的来说，车型不同，相应的仪表板的用途也有不同，并且汽车的仪表板还可以按照汽车的需求去进行不同的组装，例如，木质的仪表板或是软包的汽车仪表板都是根据汽车的需求而进行的组装。
2汽车软质仪表板表皮生产工艺介绍
2.1真空成型生产工艺
真空成型生产工艺主要分为阴模真空成型与阳模成型两类。（1）阴模真空成型。阴模真空成型技术即模内压纹技术，将加热后的光滑的TPO材料使用刻有皮纹图案的阴模模具在模内成型出带皮纹的表皮，而后在成型工位进行真空成型。（2）阳模成型。阳模成型将加热的TPO表皮在模具上方先进行预吹，然后再真空吸附成型，阳模真空成型具有模具成本低，生产工艺简单等优点，但花纹保持性较差。
2.2真空热成型工艺
所谓的真空热成型工艺就是运用一些处理后的聚氯乙烯或是热塑性聚烯烃材料进行在加工的一种加工方法。而这种工艺主要是运用在一些软质的汽车仪表板的表皮中，将表皮材料进行加热，直至到玻璃点的软化温度，再将气体注入到密闭的空间内，让其可以实现拉伸，拉伸以后在将其放在控温的设备中将其进行冷却作业，从一系列环节中得到最终产品。而真空热成型又有两种形式，一种是阳膜真空成型，一种是阴模真空成型，而阴模真空成型工艺则是将表皮表纹的成型在模具力，是成品不会受到拉伸的因素，让成品的外观达到最好。
2.3搪塑生产工艺
搪塑生产工艺是把带有皮纹的成型模具（一般使用镍制外壳）进行加热，在模具与搪塑粉箱连接后旋转或旋转和加热同时进行，搪塑粉箱内的原料粉末靠自重落入模具中融化，在热模的表面形成一个带皮纹的且形状与模具一致的表皮，之后取下粉箱，再待模具冷却后取下制得的表皮。搪塑生产工艺中采用的搪塑粉有聚氯乙烯（PVC）粉与热塑性聚氨酯（TPU）粉两种，其中热塑性聚氨酯结合了橡胶材料的物理性能，具有优良的工艺加工性和热塑性。除此之外，其还可回收循环使用，并具有良好的耐化学腐蚀性、低温脆性，无需添加任何增塑剂，在低温状态下保持优良的弹性。聚氯乙烯材料具有良好的手感和花纹成型性，且材料价格成本低，但是因聚氯乙烯材料具有较高的玻璃化转变温度，其在低温条件下易脆化，因此在低温环境下无缝气囊仪表板爆破时容易导致聚氯乙烯表皮破裂并快速飞出，从而对驾乘人员的造成伤害。
2.4吹塑工艺
吹塑工艺是将塑性型胚置于模腔内，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空薄壁制品。大部分的热塑性塑料都可以进行吹塑成型，高密度聚乙烯HDPE和聚丙烯PP是应用较多的吹塑材料。仪表板上的空调风管常采用吹塑成型。
2.5切割工艺
在仪表板的设计中，常见的仪表板的形式使软饰的仪表板的运用。在进行这一设备的施工的时候，要将这种软式的仪表板进行泡发，而对于一些不需要泡发或是不需要表皮的部件就应该进行切割。而在切割工艺中，常见的主要是由两种工艺构成，一种是水刀切割工艺，一种是铣刀切割工艺。
3汽车仪表板的总布置设计
仪表板的布置需要满足前方视野法规、头碰法规及符合人机工程。人机方面包含视觉和空间。视觉方面，在满足前方视野法规之外，还要满足仪表、娱乐系统屏幕反光的人机要求。对于仪表板的表面需要实现消光处理，仪表板上方的零件应该满足一定的光泽度要求，不能太亮，这样驾驶员的驾驶感觉才会做到舒适安全。空间方面，手脚活动的范围、肘部活动的空间等；扶手，拉手等的布置位置高度是否处于人机舒适状态；对仪表板上需要手操作的零件，如换挡手柄、空调开关、出风口调节等等的布置和结构应该处于易操作的状态。仪表板涉及到的许多零件都是在不同的厂家当中得到的，因此在设计设计的过程中，要确认好零件之间的安装定位关系，计算各个零件的制造公差，是否能够使产品达到外观匹配的间隙面差要求。在设计的初级阶段就要完成妥善的处理，这样在后期细化的过程中才会更加方便。
4汽车仪表板的性能需求
汽车在运行的过程中，需要对仪表板进行操作才能完成相应的功能。因此，汽车的仪表板被安装在汽车的较为特殊的地方，以便使驾驶员在汽车运行的过程中能更顺畅的进行各种操作。在安装仪表盘的时候，由于其位置特殊的原因，设计者要注重汽车美观的同时还应该优化仪表板的设计。第一，在选择仪汽车表板的材料时，要选取健康，低污染的材料拒绝使用含有有毒化学成分的材料。第二，汽车仪表板的结构要稳定。对于汽车仪表板的位置来说，受发动机的散热及阳关照射的影响，会使汽车仪表板应温度过高的原因而产生变形。所以，在设计汽车仪表板的时候要考虑其单元结构及空间方面的因素，确保仪表板的稳定性。并且，为了确保在汽车运行中，仪表板不会受到一些外界的冲击。
结语
仪表板自身具有很强的安全性、功能性、舒适性等等，它还要具备一定的刚性，可以保证汽车正常的工作，与此同时，还要具备一定的吸能性，在发生意外的过程中可以将外力进行减少，避免冲击到驾驶员。综合考虑，对于中低端车、高产量的仪表板采用搪塑工艺及阴模成型工艺，对于高端车、低产量、针缝线效果的仪表板采用真皮包覆工艺。
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（作者单位：吉利汽车研究院（宁波）有限公司）
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