汽车仪表板搪塑表皮加工工艺可控性研究

顾志伟、徐炜、曹建平

南通超达装备股份有限公司

【摘要】仪表板是汽车内饰的重要组成部分，随着中国汽车工业的快速发展，仪表板的软饰化越来越多国产汽车的青睐，本文主要介绍了仪表板搪塑表皮在搪塑生产线上生产时的工艺可控性。

【关键词】仪表板、搪塑、搪塑生产线、工艺性

【 Abstract 】 the dashboard is an important part of automobile interior trim, with the rapid development of China's auto industry, the dashboard soft act the role of the more and more the favour of domestic, this paper mainly introduces the dashboard lining plastic skin on the lining plastic production line production process control.

【 Keywords 】 dashboards, Sling, slush lines, technology

1前言

随着中国汽车工业的快速发展，为创造更舒适、更安全而豪华的车内乘坐空间，人们一直追求高档次、高质量的汽车内饰，作为现代汽车内部最大、最复杂且可视的零部件之一的汽车仪表板的成型工艺备受关注。

软质仪表板是在表皮和骨架之间进行PU发泡工艺，既提高了触感又增加吸收能量的功能，是目前市场上各品牌汽车的首选。软质仪表板的表皮大部分采用搪塑PVC、TPU表皮。搪塑成型工艺是搪塑模具在搪塑生产线上加热到一定的温度，与封箱密封后，按照设定的旋转圈数、角度和速度等一系列的工艺参数来保证表皮的厚度、重量、色差、光泽度要求，这对搪塑生产线的工艺可控性提出很高的要求。目前，国内外比较成熟的搪塑生产线设备厂商有德国Reinhardt、日本仲田、南通超达装备等。国内搪塑生产线设备近几年发展迅速，其工艺可控性在某些方面甚至达到国际先进水平。

2、     搪塑工艺介绍

搪塑过程就是将搪塑模具放入加热烘箱里进行加热，将装有搪塑粉末的封箱与加热后的模具密封组合后在成型工位上旋转，粉末与加热后的模具型面接触后熔化、凝固，搪塑模具再到凝胶炉加热使表皮背面未凝固的粉末凝胶光滑，模具冷却后脱模。

3、     搪塑生产线介绍

搪塑生产线实现了流水化生产，缩短了生产节拍，大大提高了生产能力；可同时生产不同模具类型、外形、颜色、原材料的仪表板。

搪塑生产线包括脱模工位、换模工位、冷却工位、加热工位、成型工位、凝胶工位、上料工位和移栽天车工位。

超达装备的搪塑生产线对加热工位、成型工位、凝胶工位和水冷工位进行了创新改进，对产品的成型工艺实现数据化、可控化。

4、     搪塑表皮质量控制点

表皮质量的控制点：表皮厚度、表皮重量、表面光泽度、表皮外观等；要生产出符合要求的搪塑表皮，对搪塑生产线的各个环节的参数可控性要求非常高；根据搪塑生产线设备是制造和表皮代加工相关经验的积累，整理了生产符合表皮质量标准的表皮，如何在搪塑生产线上调整工艺参数。

4.1表皮厚度和重量

影响表皮厚度和重量的参数：模具加热温度；搪塑床旋转圈数、旋转速度、角度；粉料重量。

当粉料接触到加热的模具后，吸收热量熔化在模具表面，若模具的温度未达到设定值，粉末熔化吸收热量后温度降低，粉末熔化的效率降低导致表皮厚度。

l  搪塑产品的形状比较复杂，模具在加热炉里面加热，模具的温度很难保证均匀的温度，为了保证温度的均匀性，超达装备的生产线在加热炉上的导风机构增加了伺服系统控制，对于难加热的区域增加加热时间，保证温度的均衡。参数如下图：

l  搪塑床旋转的圈数越多，料粉与模具接触的次数越多，表皮将越后。搪塑床旋转的速度越快，粉料与模具接触的时间越短，表皮越薄，反之表皮越厚。搪塑产品有很多地方有负角，旋转时粉料进入负角困难，通过搪塑床旋转的停止角度来让粉料充分进入负角，保证负角区域的表皮厚度。

l  封箱里的粉末重量需要保持在一定范围内，搪塑时让粉料保证一定重量压力与搪塑模具表面接触；若粉料重量低，表皮厚度变薄；粉料重量超重，表皮厚度变厚。上料工位中有料粉称重系统，每次搪塑成型好封箱移出后称重系统开始工作，当粉料和封箱的总重低于550Kg时，机器人上料系统开始工作，每次加料10Kg。如图：

4.2 表面光泽度

当搪塑模具加工了100个搪塑表皮后，表皮表面的光泽度会升高。光泽度升高后表皮表面出现亮痕。搪塑模具需要下线碱洗，洗去模具表面的脱模剂和粉料熔化析出的稳定剂，碱洗后光泽度无法达到合格范围内，模具需要进行喷砂处理，通过调整玻璃珠和砂的混合比例喷砂得到合格的表面光泽度，处理完成后，再将模具加热表面喷脱模剂，脱模剂涂好后表皮容易脱模。

4.3表皮外观

常见的外观异常：透光、凝胶不良、变形、烧焦粘料等

l  透光：模具局部温度低，导致表皮表面熔化不充分形成透光孔，发泡时发泡料通过透光孔溢出到表皮表面。表皮加工时通过调整该区域的加热时间和搪塑床在该角度的停顿时间来改善解决透光问题

l  凝胶不良：搪塑表皮在成型的后期，模具的温度会下降，在表皮背面的粉末未能完全熔化，背面比较粗糙。老的搪塑设备只有一个加热炉，搪塑成型好后加热炉门打开，模具在加热炉上方停留一会儿，利用加热炉的上升的热量凝胶，这种凝胶方式无法将表皮背面完全凝胶。新设备配备单独的凝胶炉，模具放入凝胶炉后，热风摆叶通过伺服控制，对表皮背面均匀加热，深腔部分凝胶困难，可通过调整摆叶角度延长该区域的加热时间来实现凝胶，工艺可控性实现完全可控。

l  变形：搪塑产品脱模时，脱模方式不对会导致局部表皮脱模拉伸变形；正常表皮脱模时，模具冷却后的温度正常在50-60℃，若模具温度偏高或者局部温度偏高，表皮比较软，脱模时容易被拉伸变形。冷却不好可以通过调整冷却工位的水冷时间、喷嘴的角度使模具冷却后温度在合理的范围内，如图所示：

l  烧焦粘料：模具温度过高，搪塑出来的表皮表面会被烧焦，不是太严重时，无法直接观察得到，需要在暗房里用紫外线灯照射，表皮表面表现出黄色。严重时，直接烧焦并粘在模具表面上，模具需要下线洗模并喷砂处理。一般是新模在调试产品工艺时会出现类似的现象，但工艺调试稳定后一般不会出现烧焦粘料的现象。

5、结语

我国的汽车工业飞速发展和自主品牌车型启动并加快正向设计、研发工程的年代，市场和顾客越来越重视汽车的外观品质和综合性能，追求最佳的性价。仪表板的软饰化越来越多国产汽车的青睐。本文介绍了搪塑表皮在搪塑设备上生产加工时工艺参数的控制方法，通过设备的参数化控制，使得加工的表皮质量稳定。

参考文献（略）

作者简介：顾志伟，南通超达装备股份有限公司副总经理