密封条成型工艺及生产工序简介(汽车内外饰).ppt

TJINNOVA 1 密封条成型工艺及生产工序简介 TJINNOVA 2 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 3 一 密封条的作用 1 防止雨 水 尘土 污染气体侵入 2 防止振动 噪声 热量侵入室内 3 防止腐蚀介质侵蚀车身板件 点燃思考 TJINNOVA 4 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 5 二 密封条的分类 1 按密封件安装部位 部件 的名称分类包括 发动机盖密封条 hood 又可分为前部 侧围和后部 门框密封条 doorseal 前 后风窗密封条 windowscreen 侧窗密封条 sidewindowsealing 天窗密封条 sunroofsealing 车门头道密封条 primarydoorseal 窗导槽密封条 glassrunchannel 内外侧条 水切 waistline 行李箱密封条 trunkseal 防噪声密封条 anti noise 防尘条 anti dust 等 2 1 1 按密封件安装部位分类 车门密封条 门框密封条 TJINNOVA 6 主要有密实胶基体和海绵泡管组成 密实胶内含有金属骨架 加强定型与固定作用 海绵泡管有受压变形 卸压反弹的功能 保证关门时的密封作用 此外 唇边部分有装饰作用 如有彩色胶构成或贴有织物 色调更加美观 一般为三复合 若加彩色胶或植绒或包覆为四复合 2 1 2 按密封件安装部位分类 车门密封条 车门头道密封条 TJINNOVA 7 车门头道密封条是一种同门框条配合使用的密封条 它可以是密实胶基底加上海绵胶唇边 也可以是全海绵胶的泡管 用来增加车门与车体间的密封作用 2 2 1 按密封件安装部位分类 车窗密封条 车窗玻璃导槽 TJINNOVA 8 车窗玻璃导槽是安装在车门窗框上的密封条 一般由软硬两种密实胶组成 并可嵌入金属骨架 在不同方向唇边上植绒可降低玻璃升降时同胶条间的摩擦阻力 还有减少噪音的作用 2 2 2 按密封件安装部位分类 车窗密封条 车窗内外侧条 TJINNOVA 9 位于车门窗框下方的车窗内外侧植绒密封条 一般由单种胶料构成 可提高整车外形的美观水平 2 2 3 按密封件安装部位分类 车窗密封条 风窗密封条 TJINNOVA 10 前后风挡密封条是安装在前后挡风玻璃与窗框之间的密封条 由单种胶料挤出成型 接角围接而成 2 3 1 按密封件安装部位分类 前后盖密封条 前盖密封条 TJINNOVA 11 用于发动机罩壳同车身前部的闭合密封作用 2 3 2 按密封件安装部位分类 前后盖密封条 后盖密封条 TJINNOVA 12 主要由密实胶基体和海绵胶泡管组成 保证后盖关闭时的密封性能 TJINNOVA 13 二 密封条的分类 2 按密封特点分类 可分为天候密封条 weatherstrip 和一般密封条 sealing 其中 天候密封条带有空心的海绵泡管 有较好的温湿度保持功能 常用天候密封条有门框密封条 行李箱密封条 发动机箱盖条等 常用一般密封条有前后风窗密封条和角窗密封条 内外侧条等 3 按胶料复合结构分类 可分为纯胶密封条 由单一胶种构成 二复合密封条 由密实胶和发泡海绵胶构成 经常在密实胶内部在轴线方向包含金属骨架材料 三复合密封条 由两种密实胶 其中一种为浅色 和海绵胶构成 通常在密实胶内部包含金属骨架和增强纤维 四复合密封条 上海申雅密封件有限公司在国内率先开发和生产了由4种胶料构成的复合密封条 在绵胶 泡管 的表面又包覆了一层薄薄的保护层胶 从而进一步提高密封件的使用寿命 4 按材料品种分类 可分为橡胶密封条 塑料密封条 热塑性弹性体密封条 5 按表面处理状态分类 部分密封条表面经过附加处理 可分为植绒类密封条 表面涂层密封条 有织物贴饰密封条 6 特殊功能分类 有些密封条具有电子智能功能 如防夹伤密封条等 TJINNOVA 14 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 15 三 密封条的材料 密封条的材料一般为三元乙丙橡胶 EPDM 聚氯乙烯 PVC 热塑性弹性体材料 TPE TPV 和辅助材料 TJINNOVA 16 3 1 三元乙丙橡胶的组成 三元乙丙橡胶 EPDM 系由乙烯 丙烯单体加入少量非共轭二烯烃聚合而成 其结构的特点是在聚合物分子主链上无不饱和双键 而在支链上引入了不饱和双键 因而具有优良的耐天候性 耐热性 耐臭氧 耐紫外线性以及良好的加工性能和低压缩永久变形 是生产密封条的首选材料 目前 汽车密封条材料绝大部分都是采用EPDM作为主要原料 根据密封条各部位和功能的不同 在实际应用中 在EPDM材料中加入硫化 防护 补强 操作体系材料和特殊赋予材料 如着色剂 发泡剂 形成密实胶 包括黑色胶和彩色胶 和海绵胶 整车密封条中原材料为三元乙丙橡胶的零部件为 四门车门密封条 四门门框密封条 四门玻璃尼槽 后行李箱密封条 前后挡胶条 TJINNOVA 17 3 1 2 三元乙丙橡胶的性能 1 低密度高填充性 乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶 其密度为0 87 加之可大量充油和加入填充剂 因而可降低橡胶制品的成本 弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点 并且对高门尼值的乙丙橡胶来说 高填充后物理机械性能降低幅度不大 2 耐老化性乙丙橡胶有优异的耐天候 耐臭氧 耐热 耐酸碱 耐水蒸汽 颜色稳定性 电性能 充油性及常温流动性 乙丙橡胶制品在120 下可长期使用 在150 200 下可短暂或间歇使用 加入适宜防老剂可提高其使用温度 以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用 三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm 拉伸30 的条件下 可达150h以上不龟裂 3 耐腐蚀性由于乙丙橡胶缺乏极性 不饱和度低 因而对各种极性化学品如醇 酸 碱 氧化剂 制冷剂 洗涤剂 动植物油 酮和脂等均有较好的抗耐性 但在脂属和芳属溶剂 如汽油 苯等 及矿物油中稳定性较差 在浓酸长期作用下性能也要下降 4 耐水蒸汽性能乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性 在230 C过热蒸汽中 近100h后外观无变化 而氟橡胶 硅橡胶 氟硅橡胶 丁基橡胶 丁腈橡胶 天然橡胶在同样条件下 经历较短时间外观发生明显劣化现象 TJINNOVA 18 3 1 2 三元乙丙橡胶的性能 5 耐过热水性能乙丙橡胶耐过热水性能亦较好 但与所用硫化系统密切相关 以二硫代二吗啡啉 TMTD为硫化系统的乙丙橡胶 在125 过热水中浸泡15个月后 力学性能变化甚小 体积膨胀率仅0 3 6 电性能乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性 电性能优于或接近丁苯橡胶 氯磺化聚乙烯 聚乙烯和交联聚乙烯 7 弹性由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基 分子内聚能低 分子链可在较宽范围内保持柔顺性 仅次于天然橡胶和顺丁橡胶 并在低温下仍能保持 8 粘接性乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团 内聚能低 加上胶料易于喷霜 自粘性和互粘性很差 TJINNOVA 19 3 1 3 三元乙丙原料天然橡胶的行业分布 世界天然橡胶产地主要集中在泰国 印尼 马来西亚 中国 印度 斯里兰卡等少数亚洲国家和尼日利亚等少数非洲国家 其中泰国 印度尼西亚 马来西亚 三国产量占世界总产的69 左右 其次 我国产地则主要分布在海南 云南 广东 广西和福建等地区 其中 海南 云南的天然橡胶总产量约占全国总产量的60 和35 不能满足消费的需求 2010年进口比重为78 9 共186 13万吨 中国是全球最大的天然橡胶进口国 主要从泰国 印尼和马来西亚进口天然橡胶 目前由于东南亚橡胶产地遭受自然灾害频繁 石油价格上升 国内需求增加 国际国内游资的炒作和日本三井化工停产 荷兰DSM和杜邦减产 造成三元乙丙橡胶价格飙升 国内三元乙丙原料主要供应商为 日本三井化工 日本JSR 荷兰DSM 乙丙橡胶部被朗盛收购 德国朗盛 美国杜邦 美国埃克森 吉林石化等 TJINNOVA 20 3 3 聚氯乙烯 PVC 聚氯乙烯 PVC 是传统的通用塑料 通过改性其耐老化性能和橡胶感大为改善 但由于其弹性较差 在密封条上主要用作内外侧条和一些密封条的夹持部位材料 在卡车 农用车上PVC也常用作车身门框密封条 在轿车上常和EPDM组合用作浅色辅料 TJINNOVA 21 3 4 热塑性弹性体材料 TPE TPV 热塑性弹性体材料 TPE TPV 是近年来发展的材料 其结构特点是由塑料和橡胶两相组成 故在一定程度上兼有了塑料和橡胶的特点 在加工过程中无须硫化 容易实现精确断面的控制 同时材料在一定条件下可回用 对环境污染小 因此 很受整车和密封系统设计者的关注 但由于其弹性较差 压缩永久变形较大 同时在海绵体的制造方面技术尚不够成熟 且价格较高 故其用量受到很大限制 目前 主要部分用于车窗侧条和窗导槽的制造 摩擦系数小 耐老化 随着TPE制造技术的提高和完善 其应用范围将进一步扩大 特点 1 比重轻 0 90 0 97g cm3 2 优异的耐候 耐紫外线和臭氧 耐酸碱 耐化学品性3 优异的回弹性4 装配容易 密封性好5 耐磨 摩擦系数低6 使用温度 60至120 7 暴露在空气中 不龟裂 使用寿命长8 无毒 不含重金属 不含卤素 不析出 无污染9 环保 可循环利用 TJINNOVA 22 3 4 辅助材料 骨架 骨架在密封条中起支撑和夹持固定作用 最常用的骨架有金属带骨架和钢丝联线骨架 其中金属骨架又可分为冲切 滚压和平板式 材料有低碳钢 08F 不锈钢 铝镁合金等 在结构上分为单桥 双桥 拉伸 对称和非对称型 以满足手工 锤击和滚压工装等不同装配工艺的需要 近年来 轻量化和良好的追随性骨架发展迅速 植绒绒毛 通常采用纤度在3 4D的聚酯纤维和锦纶纤维 颜色以黑色居多 近年来 彩色绒毛也得到青睐和应用 涂层材料 涂层材料分为聚氨酯类和硅树脂类 有良好的减磨作用 传统涂料中大部分为有机溶剂 对环境有污染 最近推出的水基涂料不仅外观好 而且可部分替代植绒 有良好的降低摩擦系数的作用 是涂层材料的发展方向 不干胶 系无硫化系统的丁基胶浆 可长期保持塑性和粘结力 在门框条和行李箱密封条的夹持部位起着辅助密封作用 充氮热融性不干胶密封效果好 可应用于一些特殊要求的情况 TJINNOVA 23 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 24 四 密封条工艺流程及生产设备 4 1 1 纯胶类密封条工艺流程 TJINNOVA 25 4 1 2 密炼机 密闭式炼胶机简称密炼机 主要用于橡胶的塑炼和混炼 相对于开炼机而言 开放式炼胶机 密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子 在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械 主要由密炼室 转子 转子密封装置 加料压料装置 卸料装置 传动装置及机座等部分组成 密封条生产常用的为二段混炼 二段混炼即是先将除硫化剂和超促进剂以外的各种配合剂与生胶均匀混合 制成制造出接近完成的母胶 下片冷却 停放一定时间 然后在开炼机上进行补充加工加入硫化剂 密炼后胶料要存放8小时以上目的 1 使胶料恢复疲劳 松驰混炼时所受的机械应力 2 减少胶料的收缩 3 使配合剂在停放过程中继续扩散 促进均匀分散 4 使橡胶与炭黑之间进一步生成结合橡胶 提高补强效果 TJINNOVA 26 1 三元乙丙原料 三井化工 黄色煤油类 荷兰DSM 无色煤油类 以上原料为考察时供应商所用原料 密封条供应商90 以上用的原料为外企生产 橡胶中添加煤油为了改变橡胶的弹性和柔韧性 形成易加工 易混炼状态 密炼后的母胶 TJINNOVA 27 三元乙丙橡胶主要供应商 美国是目前世界最大的乙丙橡胶生产国 其次是日本和韩国 全球乙丙橡胶产能和生产技术主要控制在少数跨国公司手中 荷兰DSM公司 美国杜邦 陶氏弹性体公司 美国埃克森公司 德国朗盛 隶属拜耳 和日本三井公司5家公司的产能占全球总产能的70 其中荷兰DSM一家销量就占世界份额的30 EPDM的原料天然橡胶主要产地为泰国 印尼 马来西亚 而生产技术主要被欧美国家国家控制 中国缺乏价格决策权 任人宰割 2011年4月27日中国化工网EPDM价格 与2011年初价格相比翻了一半多 TJINNOVA 28 4 1 3 滤胶机 性质 利用螺杆推挤 输送作用 把胶料或再生胶中的杂质清除掉的机械 主要由螺杆 机筒 滤胶机头和传动装置等组成 滤胶机头上装有孔板及过滤网 孔板用于支承过滤网并为排料口 其孔径为4 8mm 是沿胶料流动方向扩张的锥形孔 滤胶机螺杆长径比一般为5左右 TJINNOVA 29 4 1 4 开炼机 开放式炼胶机的简称 橡胶工厂用来制备塑炼胶 混炼胶或进行热炼 出型的一种辊筒外露的炼胶机械开炼机优点 1 开炼机工作时 经取样可以直接观察到物料在混合过程中的变化 从而能及时调整操作工艺及配方 达到预定的混合目的2 在开炼机上可随时观察到热固性材料的固化程度3 开炼机结构简单 混炼强度高 价格低廉开炼机缺点 工人的劳动强度大易发生工伤事故 劳动条件差易污染物料 能量利用不够合理 物料易发生氧化 TJINNOVA 30 冷却水槽 作用为冷却和卷收 冷却 卷收 开炼塑型后的EPDM 塑形目的为了便于加入喂料机 4 1 5 冷却水槽 TJINNOVA 31 4 1 6 橡胶挤出机 橡胶挤出机的发展经历了柱塞式挤出机 螺杆型热喂料挤出机 普通冷喂料挤出机 主副螺纹冷喂料挤出机 冷喂料排气挤出机 销钉冷喂料挤出机 复合挤出机等阶段 口型是该单元的关键工装 为了获得均匀致密的挤出胶条 目前已经广泛采用排气式销钉冷喂料挤出机 TJINNOVA 32 4 1 7 口模 口模 使挤出物形成规定横截面形状一般所用材料为 45 加工周期在5天左右 主要时间在线切割环节 成本不超过千元 因而口模在密封条成本中所占比例可忽略不计 TJINNOVA 33 4 1 8 硫化设备 硫化的目的就是通过外力剪切 高温促使橡胶内的链状分子交联成网状分子 加强其拉力 硬度 老化 弹性等性能 使其变得更有使用价值 TJINNOVA 34 TJINNOVA 35 4 1 9 冷却水槽 TJINNOVA 36 4 2 复合类密封条工艺流程 TJINNOVA 37 4 2 1 密封条骨架 密封条骨架材料 08F SPCC SPCE LBD SUS430 SUS304等冷轧钢带 钢丝编织带和铝带 常用的为08F钢带钢带按不同加工工艺分为拉伸钢带 滚压钢带 冲切钢带和光板带 拉伸钢带又可分为对称和不对称拉伸钢带 冲切钢带分为单桥冲切钢带和双桥冲切钢带 光板钢带即未经过冲压和拉伸的钢带 主要用于门框密封条 在后处理中需把钢带折断 主要用于顶盖饰条 水切等 TJINNOVA 38 钢带表面处理 去除油污 增强复合粘结 TJINNOVA 39 钢带加热 TJINNOVA 40 钢带滚压成型 挤出 TJINNOVA 41 4 2 3 钢带折断机 此处折断 易于塑形 减少回弹 主要应用于门框密封条和前后盖密封条 密封条穿过其中 在每个升降杆处反复挠曲至钢带连接处断裂 TJINNOVA 42 4 2 4 橡胶复合挤出机 三复合机机头 硬实胶 海绵胶 钢带 二复合机机头 PVC或硬实胶 钢带 TJINNOVA 43 4 2 5 折弯机 主要应用于顶盖饰条 TJINNOVA 44 4 2 6 橡胶接头机 接角模具 采用立式塑料注塑机热注塑成型 即将两截密封条放入注塑模具里 通过注塑机将专用接角材料 橡胶加特殊助性剂 熔融注塑进入模腔 使两截密封条之间通过此材料连接 粘结强度高 TJINNOVA 45 接头模具 TJINNOVA 46 4 2 7 密封条扣钉自动装夹机 一般厂家为人工手动装扣钉 现国内已有很少一部分厂家引进了扣钉自动装夹机 效率大大提高 但因初始投入成本较高 大多厂家采用增加装配工位 靠人数和熟练度提高效率 因扣钉自动装夹机市面上应用较少 寻找相应机器图片较难 TJINNOVA 47 4 2 8 密封条植绒机 静电植绒的原理就是利用静电效应 电荷同性相斥异性相吸的物理特性 来达到植绒目的 它是将具有一定导电性的绒毛 放在具有一定电场强度的高压电场中 它作为带电载体沿着电位差之间运动 在涂了粘合剂的材料层面上作为地电位 需要植绒的物体放在零电位或接地条件下 绒毛会垂直植入粘合剂涂层 胶粘剂 的表面 而在其上形成一层竖立的绒毛的载体产品 即称为静电植绒技术 主要应用于与玻璃配合内外水切 减少摩擦 以及门框密封条 美观 目前一些先进的密封条制造商已开始用一些具有比植绒性能更优良的涂层来取代植绒 这类密封条常采用嵌入式固定 但是技术垄断严重 TJINNOVA 48 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 49 国内供应商主要用树脂或木材来制作尺寸检验工装 成本低廉 易加工 但精度不高 密封条所要求的精度比注塑件低的多 五 密封条检验工装 密封条唇边与玻璃或顶盖配合 公差要求在0 5以下 与顶棚 立柱配合 唇边搭边在3 0左右 TJINNOVA 50 目录 一 密封条的作用二 密封条的分类三 密封条的材料四 密封条工艺流程及生产设备五 密封条检验工装六 密封条检验项目及设备七 我国主要密封条企业和世界主要密封条企业 TJINNOVA 51 6 1 密封条原材料性能要求 由于汽车密封条使用条件苛刻 而且材料的性能决定了产品的使用寿命 特别是对气候的要求极为苛刻 为保证密封条在这些条件下正常工作 通常胶料的常规性能项目有硬度 拉伸强度 拉断伸长率 压缩永久变形 耐臭氧老化 耐大气老化 耐油漆性和低温性能等 硬度 拉伸强度及拉断伸长率是橡胶材料的基本性能要求 通常对其有供货状态和热空气老化二组性能要求 根据使用状态 汽车的使用温度范围在 35 70 热空气老化温度一般选择70 压缩永久变形是指由于密封条是利用其材料的高弹性与以车身为主的耦合件之间产生接触压力来实现对介质的密封 橡胶在压缩状态时 会发生物理和化学变化 当压缩消失后 这些变化阻止橡胶恢复到其原来的状态 于是就产生了压缩永久变形 因此压缩永久变形是衡量密封条材料性能的一项重要指标 接下 六 密封条试验项目及设备 TJINNOVA 52 接上耐臭氧老化及耐大气老化是指由于汽车的工作环境长期处于全天候状态 因此要求密封条在各种环境下保持一定的性能要求以及必要的使用寿命 同时必须要求选用的材料具有良好的耐老化性能 耐油漆性是指由于密封条直接安装在车体上 与车体油漆之间接触 油漆中各种组分在使用的各种环境下 游离出的物质会与密封条相互作用 加速老化 降低性能 故耐油漆性也是作为密封条的常规性能 低温性能是指由于密封条使用温度范围在 35 70 乙丙橡胶品种以及其硫化胶的性能直接影响密封条的低温弹性 为了使之在低温条件下保持较好的弹性 这项性能作为常规性能 低温性能通常用脆性温度表示 也可以规定在指定温度条件下 经一段时间 一般24小时 存放后 密封条仍具有一定的弹性来表示 TJINNOVA 53 根据使用功能和安装要求 常规性能项目包括 1 使用性能 压缩负荷 又称挤压力 压缩永久变形 耐大气老化 涂层性能 耐磨性 植绒耐磨性和粘结性 拔出力及接角性能等 2 安装性能 压缩负荷 插入力和拔出力 门框条 行李箱密封条 头道密封条和发动机盖条等由泡管形密封的密封条 应有挤压力的要求 挤压力应有一个合理的范围值 随着计算机技术的飞速发展 适用于各种领域的软件不断推出和更新 可通过CAD CAE的有限元分析方法 获得适合的范围值 对于夹紧部分结构的密封条 插入力与拔出力的大小也是一对突出的矛盾 拔出力的大小是由夹紧力和倒齿结构所决定的 插入力是影响密封条装配的问题之一 为了保证密封条具有一定大小的拔出力 密封条在制造过程中按工艺规定弯曲成具有一定夹紧力的密封条 这给密封条的安装带来一定的难度 传统密封条安装是采用锤击方式或用木质或橡胶榔头锤击密封条 使之安装在车体上 6 2 成品性能要求 TJINNOVA 54 接上如果拔出力大 即夹紧力大 则插入力也大 插入力大 不仅装配时增加劳动强度和装配工时 而且锤击力过大 对密封条表面易造成损伤 现在一些汽车装配厂逐步改用滚压式工装 这是一种带有转子的气动工具 可以滚压密封条的夹持部分 使之在不同的安装位置都能达到均匀一致的装配效果 减轻装配工作的劳动强度 植绒耐磨性是与玻璃升降位置相配的密封条 长期处于玻璃的摩擦状态 特别是各种苛刻的工作环境会对绒毛和植绒用胶粘剂的性能产生