汽車儀表板及其制造工藝
儀表板通常包含儀表板本體(殼體)骚露、儀表、空調(diào)控制系統(tǒng)、風道/風管苗率、出風口、操作面板聚谁、開關(guān)母剥、音響控制系統(tǒng)、除霜器形导、除霧器环疼、手套箱、左蓋板朵耕、飾板等零件炫隶。大部分儀表板還包含:儲物盒、駕駛員側(cè)手套箱阎曹、揚聲器等飾件和時鐘伪阶、金屬加強件、煙灰盒处嫌、點煙器栅贴、杯托等功能性零件;部分中高檔汽車設(shè)計有衛(wèi)星導航系統(tǒng)熏迹、手機對講系統(tǒng)檐薯、溫度傳感系統(tǒng)等高端產(chǎn)品。
儀表板因其得天獨厚的空間位置挫勿,使愈來愈多的操作功能分布於其中上辖,除反映車輛行駛基本狀態(tài)外,對風口订岗、音響喇喂、空調(diào)饰逝、燈光等控制也給予行車更多的安全和駕駛樂趣。因此雪奠,在汽車中文浆,儀表板是非常獨特的集安全性、功能性踪启、舒適性與裝飾性於一身的部件升价。首先,它需要有一定的剛性以支撐其所附的零件在高速和振動的狀態(tài)下保證正常工作茧天;同時又需要有較好的吸能性使其在發(fā)生意外時減少外力對正窄悍、副駕駛員的沖擊。隨著人們對車的理解愈來愈超出其功能磨夕,對儀表板的手感屯远、皮紋、色澤捕虽、色調(diào)也逐漸成為評判整車層級的重要標準慨丐。
儀表板的分類
儀表板按安全性可分為無氣囊儀表板和附氣囊儀表板(針對副駕駛)。目前國內(nèi)只有少數(shù)中高檔次的轎車配備氣囊儀表板泄私,隨著人們對安全性的重視房揭,客戶對附氣囊儀表板需求加大,主機廠也將此作為買點之一晌端。氣囊打開在保護乘客的同時捅暴,也可能傷害乘客,尤其是兒童咧纠。因此蓬痒,國際上部分新車型的儀表板氣囊已開始加裝開關(guān)。為氣囊的正常開啟惧盹,在氣囊上方多設(shè)計有氣囊蓋板乳幸,在其打開時釋放氣囊瞪讼。但其與儀表板匹配處存在可視裝接線钧椰,影響整車美觀。為此殖祈,近年愈來愈多車型的儀表板設(shè)計為無縫氣囊儀表板刻吵。既能保證氣囊正常開啟,又無可視裝接線粮戈。
儀表板按舒適性可分為硬塑儀表板苦突、吸塑儀表板和半硬泡軟質(zhì)儀表板。儀表板本體以注塑工藝制成的為硬塑儀表板亭圆,因其工藝簡單街剂、投資低等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用防徊,尤其是中低檔車。其中有局部或全部涂裝飾漆或軟觸漆绎弯,以改善外觀选芦、增加色調(diào)或提高質(zhì)感。吸塑儀表板是在注塑或壓制骨架外吸附并粘結(jié)或在注塑時復合表皮版逼,使其外觀有皮質(zhì)感赌列。半硬泡軟質(zhì)儀表板是在表皮和骨架之間填充有聚氨酯泡沫,既提高觸感又增加吸收能量的能力钮隙。目前半硬泡軟質(zhì)儀表板的表皮主要有真空熱成形表皮和搪塑表皮阅嘶。前者是傳統(tǒng)的仿真皮工藝制成;後者在近年因其花紋均勻载迄、無內(nèi)應(yīng)力讯柔、設(shè)計寬容度高等特點被廣泛應(yīng)用,并得到客戶高度認可护昧,將成為中高檔車主導磷杏。
按駕駛方向儀表板可分為方向盤左置儀表板和右置儀表板。在英聯(lián)邦國家和日本為左側(cè)通行捏卓、右側(cè)駕駛极祸,使用方向盤右置儀表板;其它國家反之怠晴。
儀表板生產(chǎn)的主要工藝
針對不同儀表板遥金,涉及的工藝及流程也有較大差異,可粗略歸納為以下幾種:
-硬塑儀表板:注塑(儀表板本體等零件)→ 焊接(主要零件)→ 裝配(相關(guān)零件)蒜田;
-半硬泡儀表板:注塑/壓制(儀表板骨架)→ 吸塑(表皮與骨架)→ 切割(孔及邊)→ 裝配(相關(guān)零件)稿械;
-半硬泡儀表板:注塑(儀表板骨架等零件)
真空成形/搪塑(表皮) → 發(fā)泡(泡沫層)→ 切割(邊、孔等)→ 焊接(主要零件冲粤,如需要)→ 裝配(相關(guān)零件)
具體涉及的主要工藝如下寿宅。
注塑工藝
將乾燥後塑料粒子在注塑機中通過螺桿剪切和料桶加熱熔融後注入模具中冷卻成形,是儀表板制造應(yīng)用最廣泛的加工工藝船遣,用來制造硬塑儀表板本體卫糙、吸塑和軟質(zhì)儀表板的骨架及其它大部分相關(guān)零件。硬塑儀表板材料多使用PP样呜,儀表板骨架的材料主要有PC/ABS欺靠、PP、SMA覆珍、PPO(PPE)等改型材料肾寡。其它零件則根據(jù)作用、結(jié)構(gòu)和表觀要求的不同另選擇ABS纱轨、PVC耿愈、PC倡超、PA等材料。注塑工藝在四朦暖、五十年代迅速興起後候殿,得到了大力發(fā)展,經(jīng)過在設(shè)備献雅、模具上的不斷增加碉考、改造、選裝不同用途的設(shè)備,使注塑工藝形成多種分工藝:如氣輔注塑、順序閥注塑肪凛、復合注塑烦草、嵌件注塑、雙色注塑、二次注塑等。
-氣輔注塑是氣體輔助注塑的簡稱,發(fā)明於八十年代初惨撇,推廣於九十年代,是將熔融塑料粒子注入模具的同時注入一定量的惰性氣體府寒,并通過氣路魁衙、結(jié)構(gòu)的設(shè)計和工藝控制使零件的特定區(qū)域形成中空結(jié)構(gòu)的注塑工藝。中空結(jié)構(gòu)的形成增強了零件的機械性能的同時減少了零件壁厚株搔,改善零件外觀剖淀,降低了材料成本和成形周期。因此該工藝不僅在汽車制造業(yè)得以應(yīng)用肌辑,在家電制造業(yè)得到長足的發(fā)展足渔,主要應(yīng)用於結(jié)構(gòu)件,尤其是有外觀要求的結(jié)構(gòu)件刹造。近年用水代替惰性氣體的研究與應(yīng)用也取得了一定成果丹碑;
-順序閥注塑:在九十年代由附有熱流道模具的注塑演化而來,是通過與設(shè)備連鎖的閥門劫欣,控制模具熱流道的不同澆口的開閉候隘,從而控制料流的注塑工藝。該工藝適於薄壁長流程的產(chǎn)品晋挑,降低對設(shè)備鎖模力的要求跛孕,優(yōu)化表面質(zhì)量,縮短成形周期肄寻;
-復合注塑是在注塑模的動模一側(cè)放置與模具形狀吻合或無形狀的片材後注塑成形,使產(chǎn)品具有兩層的結(jié)構(gòu)同時有模具賦予的形狀励螺。其優(yōu)點是減少了加工工序串锁,產(chǎn)品表觀質(zhì)量好坡沿,零件間粘結(jié)力強。因其有形狀片材在與模具配合時需精密控制钾埂,而無形狀的平面片材需達到零件拉伸要求河闰。因此該工藝在儀表板制造中應(yīng)用?圍很少,而在門內(nèi)飾板和裝飾板/條有一定的應(yīng)用褥紫;
-嵌件注塑在家電業(yè)較普及姜性,在儀表板生產(chǎn)中各電器開關(guān)的制造均采用該工藝。它是將需嵌於注塑件的金屬零件在注塑前置於模具內(nèi)髓考,注塑後熔融的塑料將其部分包覆成為零件部念;
-雙色注塑:在雙色注塑機上,在同一生產(chǎn)周期內(nèi)向?qū)iT的注塑模內(nèi)同時/先後注射不同顏色/種類的原料氨菇,使產(chǎn)品具有不同的外觀/性能儡炼,但因其在設(shè)備和模具的巨大投資而逐漸被二次注塑取代。二次注塑就是注塑零件為嵌件的嵌件注塑查蓉,主要應(yīng)用於機械性能和外觀要求較高的零件乌询,材料選擇是該工藝的關(guān)鍵。
真空熱成形工藝
該工藝將表皮片材加熱到玻璃點軟化溫度豌研,在密閉的型腔內(nèi)加注氣體使其得到一定拉伸妹田,進而以真空吸附於有溫控模具冷卻并得到產(chǎn)品。主要用於儀表板表皮和外觀要求高的零件生產(chǎn)淌璧,材料主要為PVC/ABS玻温。因環(huán)保的要求,八十年代開始新材料的研發(fā)湃改,近年TPO和TPU在歐级闭、美、亞都有一定的應(yīng)用丧足。
搪塑工藝
將粉末原料均勻撒布於加熱的模具表面本洁,使其熔融并保持一定時間,使物理蜗胖、化學雙重反應(yīng)充分進行後冷卻定性搔片,得到模具形狀的產(chǎn)品。不同的加熱方式對產(chǎn)品質(zhì)量袄雷、模具壽命等起決定作用脸缆,主要有風加熱、油加熱和砂加熱等方式跑事。該工藝主要用於高檔車儀表板等手感别粮、視覺效果要求高的產(chǎn)品。目前材料主要是PVC,也是基於環(huán)保要求辩诞,TPO坎弯、TPU等材料的開發(fā)基本完成,等待產(chǎn)品的驗證階段译暂。
發(fā)泡工藝
將聚醚和異氰酸酯充分混合後注入模具的表皮與骨架中間抠忘、交聯(lián)固化,在其間形成要求形狀泡沫的加工工藝外永,泡沫連接了表皮與骨架崎脉,又改善零件的手感。該工藝是軟質(zhì)儀表板生產(chǎn)的必須工藝伯顶,分開模澆注和閉模澆注囚灼。
-開模澆注是在模具開啟狀態(tài)下將發(fā)泡料澆於表皮內(nèi)側(cè),然後放置骨架砾淌、關(guān)閉模具啦撮,使其交聯(lián)固化,該工藝寬容性高汪厨,設(shè)計自由度大例是;
-閉模澆注是在模具中放好的表皮與骨架之間注入發(fā)泡料,使其交聯(lián)固化的發(fā)泡工藝蛙檐,該工藝的工藝穩(wěn)定性好狐怯,設(shè)備投入低,但設(shè)計難度大贪犁。
油漆工藝
油漆工藝是在零件表面噴涂油漆颜肥,使油漆在與基材反應(yīng)的同時自身交聯(lián)固化形成漆膜。油漆有單組份油漆和雙組份油漆檀氏;基材有金屬和塑料件之分退厕,儀表板制造多指塑料件,塑料件又分極性和非極性材料纳帽。極性材料多可直接噴涂寸颇,如ABS、PVC/ABS等挣呛;非極性材料需預(yù)處理或噴底漆础健,火焰處理和等離子處理等預(yù)處理技術(shù)也日臻成熟。對儀表板零件進行油漆主要是改善外觀舰绘,根據(jù)主要不同由有裝飾漆和軟觸漆之分蹂喻。軟觸漆不僅改善外觀,而且大大改善手感捂寿,成為近年中高檔車追求的工藝口四。
切割工藝
近年隨著各種新工藝在切割中得到應(yīng)用孵运,切割工藝也向多元化發(fā)展,冷沖窃祝、熱刀切割掐松、冷刀切割踱侣、水刀切割粪小、激光切割、銑切割在儀表板制造中發(fā)揮重要作用抡句,并將很多設(shè)想成為可能探膊。
-冷沖是利用上下金屬模的剪切作用分割零件的傳統(tǒng)切割工藝,發(fā)展趨勢是將多工位通過模具和油路的設(shè)計向單工位集成待榔;
-熱刀切割是利用加熱的刀具切割塑料零件的工藝逞壁,主要用於脆性材料或控制深度的切割;
-水刀切割利用高壓水在細小的噴頭釋放锐锣,形成高壓高速的水柱沖擊產(chǎn)品使其斷裂债轰,并機器人帶動高壓水噴頭移動形成切割的工藝。其優(yōu)勢是無需模具投入缕翁、多種產(chǎn)品共用丐闲、高柔性;
-激光切割是利用激光束攜帶的能量灼燒產(chǎn)品叠凸,機器人帶動產(chǎn)品移動索官,形成切割的新興的塑料切割工藝。主要應(yīng)用於嚴格控制切割剩馀厚度的產(chǎn)品滨鼠,目前主要是硬塑無縫氣囊儀表板制造势瘤;
-銑切割是將金屬加工工藝在解決高速灼燒和纏繞後應(yīng)用於塑料的典型工藝。
焊接工藝
焊接工藝將兩個相同或不同熱塑性材料的零件捶臂,通過一定方式將其連接處熔融後重新交聯(lián)形成一體的成形工藝勃否。根據(jù)能量來源不同可分為超聲波焊接、振動摩擦焊接赎躲、熱風焊避掩、熱板焊等。
裝配工藝
裝配工藝是儀表板生產(chǎn)必不可少的工藝俩莽,通過卡角旺坠、螺絲、粘結(jié)扮超、焊接等方法將各種零件組合在一起形成產(chǎn)品取刃。根據(jù)裝配方式不同,在生產(chǎn)管理上分為流水線裝配和單工位裝配出刷。
儀表板的生產(chǎn)中針對不同的零件和要求璧疗,還有很多工藝門類坯辩,如水轉(zhuǎn)印、吹塑崩侠、植絨漆魔、電鍍等,在儀表板的制造中起著不可或缺的作用却音。隨著現(xiàn)有工藝經(jīng)驗的積累改抡,各工藝門類日臻完善;科學技術(shù)的發(fā)展給新工藝的產(chǎn)生創(chuàng)造無限機會系瓢。兩者的結(jié)合給儀表板工藝發(fā)展描繪美好藍圖阿纤,同時也給整車填色,滿足消費者多元化和高性價比的要求撼由。
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