高紹芊，馬強(qiáng)祥，萬利焱

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汽車門內(nèi)板嵌飾板機(jī)械熱壓復(fù)合工藝開發(fā)

高紹芊，馬強(qiáng)祥，萬利焱

（上海延鋒金橋汽車飾件系統(tǒng)有限公司，上海 200233）

在目前的汽車內(nèi)飾件制造中，包覆類飾板常規(guī)采用生產(chǎn)效率低的手工包覆來完成?；谀砎項(xiàng)目門內(nèi)飾總成嵌飾板零件國產(chǎn)化，對嵌飾板零件的材料、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及要求等方面的制造工藝可行性進(jìn)行了前期開發(fā)驗(yàn)證，包括表皮縫紉線精確定位、熱熔膠的噴涂、嵌飾板骨架的加熱方式以及熱壓復(fù)合設(shè)備的選擇方案等，實(shí)現(xiàn)機(jī)械復(fù)合代替手工包覆，并達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。

3D縫紉線；熱熔膠；熱壓復(fù)合；旋轉(zhuǎn)模架；嵌飾板

在目前的汽車內(nèi)飾零件制造中，門內(nèi)板包覆類飾板常規(guī)采用生產(chǎn)效率低的人工手工包覆的加工方法來完成。本文引用的V項(xiàng)目門內(nèi)板嵌飾板原始定義的工藝狀態(tài)就是手工包覆，包覆質(zhì)量和穩(wěn)定性相對較差，而且生產(chǎn)效率較低。

由于先前國際、國內(nèi)均沒有以熱熔膠作為粘接膠的帶縫紉特征線表皮的熱壓復(fù)合工藝的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，使用機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)V項(xiàng)目嵌飾板的熱壓復(fù)合工藝有以下幾方面的難題：①帶3D縫紉線表皮如何定位；②熱熔膠的噴涂方式及噴膠量；③嵌飾板骨架上熱熔膠的激活方式；④復(fù)合壓機(jī)方案選擇；

本文對嵌飾板熱壓工藝的前期開發(fā)進(jìn)行了研究和驗(yàn)證，以解決熱壓復(fù)合工藝存在的問題。為批量生產(chǎn)的模具、設(shè)備以及制造工藝開發(fā)提供方案、對策和經(jīng)驗(yàn)，從而提高嵌飾板熱壓復(fù)合的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1 嵌飾板結(jié)構(gòu)及材料

1.1 嵌飾板結(jié)構(gòu)

嵌飾板由嵌飾板骨架、熱熔膠、帶海綿層的PVC表皮組成，如圖1所示。

嵌飾板和扶手部分是一體的，因此對熱壓復(fù)合工藝來說幾何尺寸比較復(fù)雜。

1.嵌飾板骨架2.熱熔膠3.帶PUR海綿的PVC表皮 4.縫紉線5.嵌飾板部分6.扶手部分

1.2 嵌飾板材料

嵌飾板本體：厚度3 mm，材料ABS。

熱熔膠：固體熔膠需加熱融化后才噴涂在嵌飾板骨架上。由于實(shí)際生產(chǎn)過程和工藝需要須對嵌飾板上的熱熔膠激活后再進(jìn)行熱壓復(fù)合，涂在嵌飾板上熱熔膠的最長有效開放時(shí)間為1 h，供應(yīng)商提供的熱熔膠首次激活溫度為140 ℃。

表皮材料：復(fù)合3 mm PUR海綿的PVC，并有嵌飾板部分和扶手部分兩塊縫紉連接，縫紉的連接位置如圖2所示。

圖2 縫紉線位置

2 熱壓復(fù)合嵌飾板的主要工藝流程

嵌飾板熱壓復(fù)合工藝流程如圖3所示，生產(chǎn)工藝涉及到：①嵌飾板本體注塑；②熱熔膠加熱；③在嵌飾板本體表面（零件的A面）上噴涂熱熔膠；④表皮裁剪和縫紉；⑤表皮在模具上的安裝；⑥嵌飾板上熱熔膠的加熱激活；⑦嵌飾板安裝在模具上；⑧熱壓復(fù)合。

圖3 嵌飾板熱壓復(fù)合工藝流程

要順利完成嵌飾板板熱壓復(fù)合工藝的批量生產(chǎn)必須要解決以下問題：①表皮在熱壓復(fù)合模具上的定位；②熱熔膠的噴涂方式及噴膠量；③噴涂熱熔膠后骨架上熱熔膠的激活方式；④生產(chǎn)過程中零件在模具上安全、方便的取放件等。這也是前期開發(fā)驗(yàn)證的重點(diǎn)。

3 嵌飾板熱壓復(fù)合工藝方向的確定

3.1 帶3D縫紉線PVC表皮在熱壓模具定位

對表皮3D縫紉線定位的工藝要求為：定位方式可靠，滿足復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)要求，適用于批量生產(chǎn)。從產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析，嵌飾板和扶手一體呈“Z”型（圖1）。縫紉線在嵌飾板與扶手連接處呈幾何形狀，嵌飾板表皮3D縫紉線折邊處的厚度是3 mm，需要充分利用這一表皮特點(diǎn)，作為表皮定位特征區(qū)，PVC表皮復(fù)合40 kg/m3的PUR海綿后，鋪展表皮時(shí)表皮難以與幾何曲面的熱壓模具表面貼合，因此在3D縫紉線接近嵌飾板骨架邊緣需要有壓緊表皮松緊的機(jī)構(gòu)，經(jīng)熱壓軟模驗(yàn)證，縫紉線折邊2 mm臺階作為定位，并在嵌飾板外側(cè)用氣動滑塊和表皮壓緊結(jié)構(gòu)和零件的內(nèi)側(cè)使用氣缸壓緊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)縫紉線的輔助定位，驗(yàn)證結(jié)果：用這種定位方式熱壓復(fù)合后的嵌飾板，3D縫線位置穩(wěn)定可靠，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，并在正式模具設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)用。

3.2 熱熔膠的噴涂方式及噴膠量

供應(yīng)商提供的噴涂溫度160 ℃，實(shí)際熱熔膠加熱爐溫度160 ℃，輸料管保溫溫度160 ℃，調(diào)整噴槍的霧化壓力來改變噴涂的密度和用量、當(dāng)槍口霧化壓力為0.8 Bar時(shí)噴膠量為120 g/m2，熱壓復(fù)合后的產(chǎn)品撕剝力滿足要求。

3.3 二次激活嵌飾板上熱熔膠的加熱方式

ABS為材料的嵌飾板熱變形溫度較低，激活骨架上的熱熔膠時(shí)，如果溫度高則骨架變形嚴(yán)重，如果溫度低則熱熔膠無法完全激活，如果加熱溫度不均勻則熱熔膠激活不完全，復(fù)合后的嵌飾板表皮不能滿足撕剝力標(biāo)準(zhǔn)要求。因此加熱激活嵌飾板上熱熔膠的加熱方式的選擇是關(guān)鍵，不僅要保證嵌飾板表面溫度均勻，又能使嵌飾板上熱熔膠完全激活，這樣加熱后的嵌飾板才能滿足熱壓復(fù)合生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品要求。

按照正常生產(chǎn)工藝要求分別選用抽屜式陶瓷、紅外線以及烘箱三種熱加熱方式進(jìn)行驗(yàn)證。其中抽屜式陶瓷加熱由于加熱時(shí)間在5分鐘以上，且零件表面加熱不均勻，零件變形嚴(yán)重，復(fù)合的表皮粘接效果差，無法滿足生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量要求。針對紅外線和烘箱兩種加熱激活方式，分別從加熱節(jié)拍、加熱零件表面溫度均勻性，零件的變形量等方面進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果如表1所示。

表1 加熱激活方式

＋＋＋優(yōu)先考慮；＋＋接受；＋可接受但有風(fēng)險(xiǎn)；－不可接受

按表1中驗(yàn)證結(jié)果，優(yōu)先選擇烘箱加熱的激活方式。烘箱加熱激活熱熔膠復(fù)合PVC表皮，并測其粘結(jié)力，測試結(jié)果如表2所示。

因此，從加熱后零件表面溫度的均勻性、零件的變形量以及熱熔膠激活熱壓后產(chǎn)品的粘接力等方面驗(yàn)證結(jié)果表明：烘箱加熱激活嵌飾板骨架上熱熔膠的效果最好，為優(yōu)先選擇使用（在熱熔膠供應(yīng)商提供熱熔膠激活溫度參考值下找到了實(shí)際膠水激活窗口），同時(shí)可以為后期正式制造的工藝開發(fā)提供工藝參數(shù)。

表2 烘箱加熱測試結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)要求撕剝力大于30 N

3.4 熱壓設(shè)備方案選擇

由于制造工藝的需要噴膠后的嵌飾板骨架需在90℃左右的環(huán)境溫度下加熱并使熱熔膠二次激活，然后再將嵌飾板安裝在熱壓模具上進(jìn)行復(fù)合，因此針對90℃的嵌飾板骨架的取放方式需要對熱壓設(shè)備和模具的方案進(jìn)行可靠性和安全性綜合評價(jià)。V項(xiàng)目在三種熱壓設(shè)備方案中進(jìn)行了選擇，即旋轉(zhuǎn)模架、專用壓機(jī)、旋轉(zhuǎn)模具，分別對這三種方案進(jìn)行設(shè)備功能、工藝風(fēng)險(xiǎn)性以及操作安全性等方面進(jìn)行比較，旋轉(zhuǎn)模架上模旋轉(zhuǎn)0～60°、下模旋轉(zhuǎn)0～30°，模架鎖模力為30 t（理論上分析嵌飾板一模兩腔，復(fù)合壓力需要20 t），既滿足熱壓復(fù)合制造工藝要求，又便于操作，為優(yōu)先選擇。

4 小結(jié)

經(jīng)過表皮3D縫紉線定位、熱熔膠的噴涂及用量、嵌飾板骨架的加熱方式以及熱壓復(fù)合設(shè)備的選擇方案等方面，對V項(xiàng)目帶縫紉線表皮的嵌飾板熱壓復(fù)合工藝完成了有效前期驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械復(fù)合和包覆，提高了生產(chǎn)效率。

[1]周強(qiáng)，等. 汽車內(nèi)飾模具結(jié)構(gòu)及工藝概論[M]. 北京：人民交通出版社，2014.

Vehicle Inner Door Trim Insert Panel Mechnical Laminating and Wapping Developing

GAO Shaoqian，MA Qiangxiang，WAN Liyan

( Shanghai Yangfeng Jinqiao Automotive Trim Systems Co., Ltd., Shanghai 200233, China)

Manual wrapping is always chosen as the process for Vehicle Interior deco panel wrapping. Based on the Door Trim Insert developing in V program, this subject tried and analyzed the manufacturing feasibility of Door Trim Insert Part material, structure on mechanical wrapping, including precisely locating of sewed skin, spray of hot melt, heating method choosing, laminating machine choosing, etc, and finally achieve the mechanical laminating and wrapping, and raised manufacturing efficiency.

3D Sewing；hot melt；hot press laminating；rotating fixture

U466

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.03.017

1006－0316 (2018) 03－0066－03

2017－08－08

高紹芊（1965－），男，河北玉田人，本科，技術(shù)中心工程部經(jīng)理，主要從事汽車內(nèi)飾件設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。