顶棚基材分析.doc

汽车顶棚基材的交流 编制人：汽车顶棚是现代汽车包括轿车、客车、卡车、工程车等不可缺少的内饰件之一，包括两类，分别是成型顶棚和异型顶棚。汽车顶棚是用不同种类的非金属材料复合模压制成，具有良好的隔热、隔音性能和独特的装饰效果，能够满足汽车在装配线上快速装配的需要，世界各国都十分重视它的研究和开发，并且在汽车生产上大量应用。汽车顶棚的基材研究一直是世界各国汽车业关注的重要内容之一。轻量化、无污染、可回收、低成本是研究的主要课题。国内汽车顶棚制造业的专家认为：经过20多年的技术引进和吸收开发，在技术方面同国外差距已经不大。降低顶棚成本已成为研究开发工作中的重点内容，以适应越来越激烈的竞争需求。本文就成型顶棚的基材进行了论述，着重介绍“TRAMIVEX”成型顶棚的性能特点以及生产方式，以供大家参考。一、国内外现状成型顶棚在国外，特别是在汽车工业发达的国家，如美国、德国、英国、法国、日本、瑞典、意大利等已大量生产和应用，其材料结构设计。制造工艺、技术 装备五花八门，各具特色，至今各国仍在这个领域中投入较大的人力物力进行更新的材料结构和生产工艺、技术装备的研究 开发，不断扩大在汽车上的应用，为了满足现代汽车多品种、大批量生产需要，所有的汽车生产大国均建立了相当规模，装备先进的转移生产工厂，在汽车生产比较集中的西欧更为突出，以德国的EMP工厂为例，成型顶棚年产量达100万辆份，销往许多国家的汽车厂，国内的上海桑塔纳轿车、北京切诺基吉普车、一汽奥迪100型轿车、一汽大众的高尔夫、捷达轿车、南汽依维柯轻型车、二汽EQ153平头卡车、东联公司的中巴客车、天客TJ622小客车、天汽TJ1041轻型车、洛拖菲亚特80-90DT拖拉机等均采用 不同基材的成型顶棚作为顶盖内部装饰，国内成型顶棚的生产尚在起步进行阶段，公主岭市汽车装饰材料厂在89和91年分别研制出了再生纤维/树脂基和塑料粉板基的成型顶棚。北京地毯三厂研制出了玻璃纤维/树脂基的成型顶棚，由于工艺装备等条件所限，产品水平和生产效率与国外相比，还有一定差距，因此国内汽车应用的成型顶棚大部分仍靠进口。二、成型顶棚材料结构及不同基材特点尽管成型顶棚的材料种类很多，生产技术工艺亦不尽相同，但基本是由基材、软化层和面料三部分组成，软化层多用泡沫塑料，面料则根据设计要求分别采用织物、无纺布、PVC、或PU装饰膜，基材对成型顶棚的性能、成本、等方面影响较大，各国都偏重于基材的研究，世界上现用的基材种类较多，但主要可归纳为以下七种：1“TRAMIVEX”基2玻璃纤维增强基3玻璃纤维基4再生纤维基5纸板基6聚苯乙烯基7塑料木粉板基不同基材内饰件性能对比见下表：序号比较项目内容TRAMIVEX复合模压成型材料玻璃纤维增强玻璃纤维再生纤维塑木版聚苯乙烯纸板123456789产品性能1刚度BCDCACC2厚度变化BBBBCCC3温度（140或-30）A+AA+AB+BC+BD+BD+BB+B4重量（相同厚度）BCBEEBB5吸音性BEADEDD6耐湿性AABDAAD7耐温性AACACAA8毒性（放出微量）AAEAAAA差和较差合计0123332二组装和生产工程1自动组装ACCBCAA2费用BBCCCBB3组合件数/每套工装（8小时）15009006506009001200650三制造1成塑性BBBBBBC2几何学BCCBBBC3厚度BDBBDDD4易处理程度ABCCBAA5耐冲击程度ADDCECD6落下试验BBCBCBB7打包（泄漏程度）ABCCAA8成塑 修边处理不要相对必要不要不要必要不要相对必要9收缩01.5%2%2%5%1.5%0差与较差合计021012注： A：优 B：良 C：一般 D：较差 E差 “TRAMIVEX”是八十年代中期法国TRAMICO公司开发的新工艺新材料。这种材料具有设计自由度高，安装方便、成本低、吸音效果好，比强度高、刚性大、变形率小、耐潮、耐热、重量轻、外型美观等特点，目前该技术已在法国、美国、日本、德国、英国、意大利、加拿大、巴西、西班牙等国生产，年产量达240万件之多。现已占领世界百分之八的市场，占欧洲15%的市场，数十种不同国家的车型采用。一汽奥迪100轿车也采用了这种车型顶棚。玻璃纤维增强基的成型顶棚的材料结构与“TRAMIVEX”基本相同 ，但其生产工艺比较落后，综合性不及“TRAMIVEX”材料。玻璃纤维基的综合性能较好，成本不高，美国应用较多，但是在生产和装配时，易对人体造成危害，因此，生产应用呈下降趋势逐步为其它基材所取代。北京XJ/BJ213吉普车目前尚在应用。再生纤维基材的成型内饰件已在意大利KELER公司、SAVAL公司和美国JANESALLE公司等有多年生产历史，其原来来源是以服装工业下脚料为主，虽其综合性能稍差，但由于料源充足，价廉易得，因而应用广泛，国内南汽依维柯轻型车、二汽EQ153平头卡车、天汽TJ1041轻型车等均系再生基成型顶棚。纸板基成型顶棚系以空心状纸板构成，密度较小，成本较低，但因其成型性、回弹性、耐水性较差，应用受到很大限制。从资源的角度分析，不及采用合成材料和再生材料。聚苯乙烯发泡基密度亦小，综合性能居中，因抗冲击性、吸音性较差，应用受到一定限制。高尔夫较差采用了这种材料作顶棚。塑料木粉板是用PP树脂加木粉挤制出来的板材，具有良好的可塑性，密度1.1g/cm、吸水率23%，载荷下热变型温度90，拉伸强度，断裂伸长率9.5%，弯曲强度40Mpa，容易与织物复合成型，这种材料最大特点是：产品生产时，成型模具不需加热，模具一次投入费用较小，适用与批量较小或批量较大但属低档车的内部装饰。三、TRAMIVEX成型顶棚特性从前表的对比中可以看出，TRAMIVEX的综合性能为最佳（1）材料构成TRAMIVEX成型内顶一般由七至九层材料构成。从面料起依次为：织物或其它面料/PE/PUR/PE/玻璃纤维/PUR/玻璃纤维/PE/无纺布或纸板（见下图）2主要特性1、较高的设计自由度面料可与基材一体成型，同一工件的截面尺寸可在3至20毫米间任意变化。可按照设计要求通过调整配方和工艺实现不同的刚度变化。2、装配费用低可以实现自动化装配，以满足装配线的高节奏需要。3、强度高1000g/m标准件的最大弯曲力矩和弹性系数见下表：TRAMIVEX基树脂再生纤维基最大弯曲力矩 Kg/50m4、23、4弹性系数 Kg/50m1、120、54、优良的吸声性能TRAMIVEX有较好的吸声性能 见下列图表TRAMIVEX树脂再生纤维500HZ25%10%1000HZ20%20%1500HZ40%35%2000HZ50%43%6、耐湿性由于TRAMIVEX材料覆盖了塑料薄膜，防水，防潮性能十分理想。7、燃烧性用户要求的燃烧速度为100mm/min,而TRAMIVEX材料在无面料实验的燃烧速度为55mm/min,面料为200g/m聚酯无纺布为75mm/min。除上述性能外，TRAMIVEX材料的湿热老化，热收缩变形、压痕硬度、切离强度、低温冲击性能均十分理想。四、TRAMIVEX成型顶棚的生产与应用成型过程是在一条长为15米的自动生产线上完成，成型模具的温度比其它基材温度明显降低，因此，面料选择范围较大。成型后的工件经切边、冲孔、整理后即告完成。成型顶棚的切割工艺采用高压水切割机器人进行切边。机器人采用 计算机控制切割速度和精度较高，可以同TRAMIVEX成型生产线同步。一条生产线的年生产能力为40万件。由于TRAMIVEX材料具有优良的成型性和综合性能，价格也不高，因此可以广泛地用于各种不同档次的轿车、卡车、客车、工程车和拖拉机。工件装配时，既可与车顶连接，亦可以与顶分离（仅在必要的地方加以固定）因其具有良好的刚度和较轻的重量，可以实现自动化装配，手装配也非常方便。固定的方式，则根据设计要求采用粘胶或卡丁。五、结束语基材对成型顶棚的质量、成本、工艺等影响巨大。每一种基材都有它的独到之处。正确的选择基材，对提高整车的内饰水平，提高内饰舒适性、经济性，保证乘员安全，有密切关系。目前正值我国汽车工业大发展时期，根据我国汽车发展需要，有计划、合理的发展成型内饰件工业，保证与主机厂同步发展具有重要意义。附表一： 常用顶棚基材适用车型一览表序号基材种类轿车轿车(有天窗)SUVSUV（有天窗）MPVMPV（有天窗）说 明1湿法玻纤增强聚丙烯（进口）根据需要可以对窗口进行翻边或加支架增强处理2干法玻纤增强聚丙烯根据需要可以对窗口进行翻边或加支架增强处理3湿法PU/玻纤复合板根据需要可以对窗口加支架增强处理4湿法PUR/玻纤复合材料（TRMICOX）根据需要可以对窗口加支架增强处理。是一种产品性能良好的生产工艺，目前国内尚未发现有此类工艺产品的生产商5干法PU/玻纤复合板根据需要可以对窗口进行翻边或加支架增强处理6麻纤维/聚丙烯双面复膜板根据需要可以对窗口进行翻边或加支架增强处理7麻纤维/酚醛树脂毡根据需要可以对窗口加支架增强处理8玻纤/酚醛树脂毡适宜 不适宜附表二：湿法玻纤增强聚丙烯、干法玻纤增强聚丙烯、湿法玻纤/PU复合板、干法玻纤/PU复合板等四种工艺材料的性能、工艺条件、成本等项目对比表：项目湿法玻纤增强聚丙烯干法玻纤增强聚丙烯湿法玻纤/PU复合板干法玻纤/PU复合板克重范围（克/平方米）600-800非常好5800-2000很好4650-900很好4900-1400好3比强度非常好5很好4很好4好3韧性非常好5很好4尚好2差1成型性能很好4好3好3好3弯曲复原性能好3尚好2尚好2差1气味性好3好3好3好3燃烧性尚好2尚好2好3好3抗霉菌性能很好4很好4很好4很好4尺寸稳定性很好4很好4很好4很好4吸音性能很好4很好4好3好3模具温度（）5-30很好45-30很好4130差15-30很好4工艺条件要求（速度）差1（5秒）尚好2（10秒）很好4很好4（13秒）基材平方米成本28.5-44尚好222-25很好429-35好327-35好3不足1、工艺要求高、离开加热器起到合模止不能大于5秒，因此必须有自动线2、最好使用金属模2、价格较高、目前依靠进口1、工艺要求高、离开加热器起到合模止不能大于10秒，因此最好有自动线2、目前国产材料质量稳定性尚待提高1、必须是金属模具、因此对设计的准确性要求高2、不能二次折弯或翻边3、必须二步法生产，因此增加了工时材料费用、须有喷胶工艺、生产环境较差 4、设备占用场地较大1、韧性、复原性能较差2、层间剥离强度较低优点1、属热塑性材料，可以二次折弯或翻边2、综合性能较好3、重量轻、比强度高1、价格低2、属热塑性材料，可以二次折弯或翻边1、可以实现金属支架的模内快速粘接2、重量较轻、比强度较高1、属热塑性材料，可以二次折弯或翻边2、可以实现局部进一步增强综合结论1、 综合性能好2、 必须投资300万元左右购买自动线3、 材料进口占用资金较多4、 成本偏高、两年后会降低5