汽车内饰件模内皮纹成型及覆皮工艺.doc

饰件情报延锋伟世通技术中心办公室 第011期 2006/12本期主题：汽车内饰件模内皮纹成型及覆皮工艺内容提要：本文着重介绍的是阴模模内成型皮纹覆皮的工艺, 模内成型皮纹（In Mold GRAINING）简称IMG，是一种使用刻有皮纹图案的阴模，先将光滑的膜料在模内成型出内饰件形状的带皮纹的表皮，然后在机器的同一工位将该表皮真空吸附在基材上。目 录n 模内皮纹成型工艺概述n 模内皮纹成型工艺应用发展简介n 模内皮纹成型专利介绍模内皮纹成型概述对于中高档车型，内饰件（包括汽车的仪表板，门内板等）的覆皮是不可缺少的工艺。根据加工方式的不同，相关的工艺可以分为三类：- 传统的凸模真空覆皮工艺- 搪塑成型表皮PU发泡覆皮工艺- 阴模模内成型皮纹/覆皮工艺 传统的覆皮方式是使用已带有皮纹的原料，通过加热，凸模真空吸塑，将表皮覆盖在基材上。搪塑工艺是使用粉末原料先成型好内饰件形状的皮纹表皮，然后在表皮和基材之间浇注PU，将表皮覆在基材上。本文着重介绍的是阴模模内成型皮纹覆皮的工艺,并且与其它两种工艺进行对比。模内成型皮纹覆皮的工艺也称为IMG (IN MOULD GRAINING) 工艺，它使用刻有皮纹图案的阴模，先将光滑的膜料在模内成型出内饰件形状的带皮纹的表皮，然后在机器的同一工位将该表皮真空吸附在基材上。相对于传统的使用预制皮纹片材的方法，具有更大的设计自由度，因为预制的皮纹片材在覆盖过程易于失去原有花纹，而“模内皮纹”这一新工艺中，皮纹是在压制阶段才形成，因此花纹甚至可保留在边缘处，而且该工艺可以在一个阶段形成不同的皮纹。 IMG工艺所使用的材料所使用的膜料可以是PVC或带发泡层的TPO料。 IMG工艺成型的表面质量IMG成型的模具皮纹与产品皮纹质量：模具面产品面- 膜料的厚度可以在0.8-1.8 mm范围内。- 带发泡层的膜料的厚度可以在2.0mm- 3.5mm范围内。- 覆皮所使用的粘合剂 - 热熔型PU类 - 水基型-基件： -纤维板 - ABS (PP)注塑件 IMG的工艺过程真空阴模内皮纹成型真空覆皮冷却 IMG工艺的优点- 没有皮纹拉深变形和破坏设备的投入成本低 (与搪塑成型相比)- 可在同一次成型不同图案的皮纹- 产品的质量重复稳定性好- 可成型较小的圆弧部位(与传统的凸模成型相比) IMG工艺的不足：- 产品设计时，阴陷的形状仍有一定的限制- 产品上的最小圆弧半径需要 1 mm- 模具的成本较高和制造周期较长(与传统的凸模成型相比) IMG工艺在汽车内饰中的应用：主要用于生产汽车的3-D设计程度高的内饰件，如仪表板、车门内板、中控台、手套箱盖板、安全气囊盖板等。选择IMG的技术，降低了设备一次性投资三分之二，满足了内饰件表面皮纹质量及内饰件产量的需求。使用IMG的技术工艺与传统的凸模覆皮相比,关键要求成型后的表皮能够精确的覆在基材上，这对设备和工艺提出更高的要求。另外，由于皮纹在高温条件下在模内成型,模具需要定时的清理和维护，以保证产品的表面质量。 IMG工艺的模具按照使用材料不同，可分为镍壳类阴模模具；铝合金阴模模具；钢质类阴模模具；树脂类阴模模具。模内皮纹成型工艺应用发展简介 2004年，世界上领先的汽车内饰系统供应商之一江森自控公司，其研发的应用于Opel Astra 的门板的“In-Mold Graining” 工艺技术，获得了塑料工程师协会（欧洲）汽车行业创新大奖，该奖被誉为塑料工程业的“奥斯卡”。 江森自控的“IMG”工艺，将无花纹的TPO发泡片材包覆在骨架上并形成皮纹，这种工艺可以应用于所有传统的骨架材料，也可与传统发泡工艺联合使用。江森自控通过模内皮纹和阴模真空成型等技术开发改进汽车内饰板的表面，首先应用于Opel Astra车型的门板系列产品中，并且进一步应用该技术于仪表板和座舱模块产品中，如Mitsubishi 的一款新车Colt，其产品表面是相当有吸引力的，具有两种不同的皮纹效果。 江森自控的“IMG”工艺一个显著特点是结合轻质骨架材料，可减轻座舱模块的重量。为充分发挥这种效果，江森自控的工程师在一款概念车Etimos中使用Fibrit作为仪表板的骨架材料。Fibrit是一种特殊的轻质天然纤维材料，由大约90%的可回收利用的原材料组成，而且它可以和其他骨架材料相结合应用于IMG工艺中，可大大减轻产品重量，满足汽车轻量化的发展需求。“IMG”工艺的另一个优点是在环境保护方面的有益效果。用于本工艺的TPO发泡片材不含有PVC，并且能够相对容易的从Fibrit骨架材料相分离，便于回收再利用。选择Fibrit作为骨架材料同样也提高了环境保护能力：天然纤维是可回收的原材料，并且在处理过程中不会产生污染残余物。如果骨架材料是与TPO片材相似的合成物，那么仪表板只需要一道工序即可完全的回收。江森自控已开始将In-Mold Graining工艺作为传统层压技术的替代选择应用于中级车的仪表板中，这是该工艺第一次应用于大规模生产。 江森自控IMG工艺的模具供应商是德国FRIMO公司。在门板表面材料的应用方面, 通过 欧宝汽车ASTRA项目, FRIMO成为行业内第一个把 IMG 技术深入应用到一系列的同类操作中, 并且在实践中不断发展完善。 模内皮纹成型发明专利介绍目前在已公开的专利申请文件中未检索江森自控和FRIMO公司关于IMG的相关的技术方案内容，由于该工艺技术是2004年开发应用的，有可能还处于未公开状态，由于其是江森自控和FRIMO公司的重点创新技术，我们认为其定会申请专利保护，对此我们将继续跟踪。以下是检索到其他公司关于模内压纹的专利 ，供参考。1制造带有皮纹图案的模制品的方法 （JP2003117940） METHOD FOR MANUFACTURE OF GRAIN PATTERNED PLASTIC MOLDED BODY 专利申请人：SAKAE RIKEN KOGYO CO LTD 申请日：2003-04-23 一种制造带有皮纹图案的模制品的方法，包括预热带有泡沫体的表皮1到特定温度，夹紧上、下模板5和6，其中阴模6带有特定的皮纹图案61和真空抽吸装置62。通过抽真空，阴模6上的皮纹图案被子压制到表皮材料1上；注射塑料到模腔内，在表皮材料背面成型，冷却脱模，这样一个带有皮纹图案的模制品即制造成型。2制造后注塑塑料模塑件的方法（WO2004062877）Method for producing rear-injected plastic moulded parts专利权人：FAURECIA INNENRAUM SYSTEME GMB (DE)； 申请日： 2003年12月22日 本发明涉及一种生产后注塑塑料模塑件的方法，所述模塑件由装饰层(5)、泡沫层(6)和基质(8)组成，它们分别由聚烯烃组成，根据所述方法，装饰层(5) 和泡沫层(6)以复合材料的形式插入到注塑模具中，并且随后用基质材料(8)后注射到闭合的注塑模具(1，2)中。为了使最终模塑件(9)上的装饰层(5)的外表面具有所需的结构，注塑模具(1，2)的内表面(相对于该表面施加装饰层(5) 以互补的方式结构化。使用由闭孔形成的泡沫层(6)，在闭合的注塑模具(1，2) 中固化基质材料期间，所述泡沫层按照注塑模具(1，2)的表面结构(7)被永久压缩。注塑模具(1，2)的表面结构(7)可以通过表面本身的相应成形得到，或者通过置于注塑模具(1，2)表面和装饰层(5)之间的插件得到。3带有缝合线图案的汽车饰件及其制造方法（JP3001938） TRIMMING MATERIAL WITH STITCH PATTERN AND ITS MANUFACTURE 专利权人：HONDA MOTOR CO LTD；申请日：1991-01-08 为获得如真皮的上等手感，并且使粘贴工作更简易，本发明的技术方案是：一种由如氯乙烯等片材组成的表皮材料2a，由用来成型饰件表皮材料的模具10的上模11和下模