汽车内外饰设计中的塑料.doc

汽车内外饰设计中的塑料塑料在汽车上的应用有以下6大优点：一、塑料轻，比重小。轻量化是汽车业追求的目标，塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的比重在0.91.5之间，纤维增强复合材料比重也不会超过2.0，而金属材料的比重A3钢为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。因此应用塑料是减轻车体重量的有效途径。二、塑料成型容易。它可使形状复杂的部件加工简单化。例如仪表台用钢板加工，往往需要先加工成型各个零件，再分别用联接件装配或焊接而成，工序较多。而用塑料可以一次加工成型，加工时间短，精度有保证。三、塑料制品的弹性好。它的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘员起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻外物体对车身的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的能力，可以提高乘坐的舒适性。四、塑料可以方便的形成复合材料。通过不同组份搭配的复合材料有含硬质金属的颗粒复合材料，有以夹层板材和树脂胶合纤维为主的层板复合材料和以玻璃纤维、碳纤维为主的纤维复合材料，这些复合材料具有很高的机械强度，可以代替钢板制作车身复盖件或结构件，减轻汽车的重量。五、塑料耐腐蚀性强。塑料一般局部受损其他部分也不会腐蚀，而钢材制件一旦漆面受损或者先期防腐做得不好就容易生锈腐蚀。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板，如果用塑料做车身复盖件，十分适宜在污染较大的区域中使用。六、塑料可以方便的改变各种性能。根据塑料的组织成份，可以通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂来制出所需性能的塑料，改变材料的机械强度及加工成型性能，以适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度，而座垫和靠背就要采用柔软的聚胺脂泡沫塑料。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂调色产生不同的颜色，可以省去喷漆。有些塑料件还可以电镀，例如ABS塑料具有很好的电镀性能，可用于制作装饰条、标牌、开关旋扭、车轮装饰罩等。汽车车身传统的金属材料部件，已经大量采用化工材料。使用化工材料既可以减轻重量，简化工艺，还可以降低成本。例如轿车前后的保险杠，有些采用掺加玻璃纤维增强的聚丙烯热塑型塑料，用注射式压力成型工艺方式，有些采用聚氨脂材料，用反应注射成型工艺方式，简单快捷。采用聚丙烯、聚乙烯等材料，通过上述工艺方式，还可以制造翼子板、轮眉、扰流板、散热器罩、发动机罩、行李箱盖等，材料弹性的高低由玻璃纤维的成份来确定。例如雷诺风景的翼子板就是由富有弹性的塑料材料做成的。但是，塑料也有自身的弱点，阻碍了其应用的发展。一是改造成本问题，如果从传统的大规模机械加工方式转为大规模的模塑加工方式，投资不菲，成本高昂。另一个更关键的问题就是环境保护：材料能不能够回收？汽车常用的塑料有哪几种：汽车用塑料零部件分为三类：内饰件、外饰件和功能件。我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP，PVC，PU，不饱和树脂，ABS，PF，PE，PA，PC，复合材料。如果按使用数量排列，德国是PVC，PU，PP，PE，ABS；美国是PU，PP，PE，PVC，ABS；日本是PVC，PP，PU，ABS，PE，FRP。 汽车保险杠保险杠是汽车的主要外饰件之一。保险杠一般采用模压塑料板材、改性PP材料，或用玻璃纤维增强塑料经模压、吸塑或注塑成型。 散热器格栅 散热器格栅一般用ABS或PC/ABS合金，经注塑成型制成。 挡泥板挡泥板要求所使用材料具有耐气候老化和良好的成型加工性。用增韧改性PP经注射成型而成；重卡斯太尔王的翼子板采用FRP制作； 导流板导流板通常具有轻量、高刚性、设计新颖并呈流线型等特点。根据不同车型的要求，一般可采用SMC（片材模塑材料）、FRP、mPPO等材料，也可用改性PP和ABS。经中空成型的导流板成本低，且表面易涂装。 灯类前大灯多数采用表面涂敷硬膜的PC，大灯玻璃透明性、耐热性、耐冲击性以及易于成型性，耐擦性和耐候性。对于后排指示组合灯，其灯罩材料选用PMMA，灯壳材料选用填充改性PP，它们之间用热熔胶粘接剂粘接。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐热ABS，这样灯壳和灯罩之间可采用振动焊接的方式，也便于材料的再生利用。汽车中常见材料PP的标识含义：成份主要用途PP GF20PP T20 + GF10PP T40PP T20PP + E/PPP + E/P - GF40PP + E/P T20PP GF10 + T10PP T20PP T10PP + E/P - T40由20-35%质量的添加物如滑石粉、碳酸钙等1-7%质量的EPR及其他物质均匀合成的复合增强型聚丙烯适用于要求有高外装件性能和较高的抗冲击强度的产品零件塑料件成型主要不良原因分析及对策：1 起疮：（银色条纹） 成品表面，以GATE为中心，有很多银白色的条痕，基本上是顺着原料的流动方向产生。这种现象是许多不良条件累积后发生的，有时要抓住真正的原因很困难。11 原料中如果有水分或其他挥发成分，未充分烘干，则表面上就会产生很多银条。12 原料中偶然混入其它原料时，也会形成起疮，其形状呈云母状或针点状，容易与其它原因造成的起疮分别。13 原料或料管不清洁时，也容易发生这种情况。14 射出时间长，初期射入到模穴内的原料温度低，固化的结果，使挥发成分不会排除，尤其对温度敏感的原料，发常会出现这种状况。15 如果模温低，则原料固化快也容易发生（1.4）之状况，使挥发成分不会排出除。16 模具排气不良时，原料进入时气体不易排除，会产生起疮，像这种状况，成品顶部往往会烧黑。17 模具上如果附着水分，则充填原料带来的热将其蒸发，与熔融的原料融合，形成起疮，呈蛋白色雾状。18 胶道冷料窝有冷料或者小，射出时，冷却的原料带入模穴内，一部分会迅速固化形成薄层，刚开始生产时模温低也会开成起疮。19 原料在充填过程中，因模穴面接触部分急冷形成薄层，又被后面的原料融化分解，形成白色或污痕状，多见於薄壳产品。110 充填时，原料成乱流状能，使原料流径路线延长，并受模穴内结构的影响产生磨擦加之充填速度比原料冷却速度快，GATE位置处于筋骨处或者小容易产生起疮，成品肉厚急剧化的地方也容易产生起疮。111 GATE以及流道小或变形，充填速度快，瞬间产生磨擦使温度急升造成原料分解。112 原料中含有再生料，未充分烘干，射出时分解，则产生起疮。113 原料在料管中停留时间久，造成部分过热分解。114 背压不足，卷入空气（压缩比不足）。起疮：表一成型机可塑化能力不足。树脂过热分解（料管温度）料管内原料停留久，造成部分过热。射出压力过高。螺杆卷入空气（背压不足）。模具模具内排气不良。模具温度低。胶道冷料窝存储小。GATE 过小或变形。模具表面有水分。模穴的形状不良（横截面或壁厚变化较多较急）。原料原料中由水分及挥发成分。原料烘干不足。混入其它原料。2 会胶线 会胶线是原料在合流处产生细小的线，由于没完全融合而产生，成品正、反面都在同一部位上出现细线，如果模具的一方温度高，则与其接触的会胶线比另一方浅。 1 提高原料温度,增加射出速度则会胶线减小. 2 提高模具温度,使原料在模具内的流动性增加,则原料会合时温度较高,使其会胶线减小. 3 CATE 的位置决定会胶线的位置,基本上会胶线的位置都与进胶方向一致. 4 模具中间有油或其它不易挥发成分,则它们集中在结合处融合不充分而成会胶线, 5 受模具结构的影响,完全消除会胶线是不可能的,所以调机时不要约束在去除会胶线方面,而是将会胶线所产生的不良现象控制中最小限度,这一点更为重要.会胶线:表二成型机原料温度低,流动性不足射出压力低射出速度慢灌嘴冷料或太长灌嘴处变形造成阻力大(压力损失)模具模具温度低模具内排气不良GATE 位置不良GATE 流道过小从GATE 到会胶线产生位置的距离过长(L/T的关系)模具温度不平衡 原料原料流动性不良原料固化速度快原料烘干不足3 气泡 成品壁厚处的内部所产生的空隙,不透明的产品不能从外面看到,必须将其刨开后才能见到. 壁厚处的中心是冷却最慢的地方,因此迅速冷却,快速收缩的表面会将原料拉引起来产生空隙,形成气泡. 1 射出压力尽可能高，减少原料收缩。 2 成型品上肉厚变化急剧时，各部分冷却速度不同，容易发后气泡。 3 由于停滞空气的原因而产生气泡。 4 GATE 过小，成品肉厚变化快。 5在GATE固化前，必须保持充分的压力。气泡：表三成型机原料温度高，气体产生机会多射出压力低射出速度过快或过慢保压低保压时间短保压转换位置太快原料温度低，流动性低背压不足冷却时间长模具模具温度低模具排气不良GATE，流道胶口过小原料烘干不足原料收缩比率大4 翘曲： 射出时，模具内树脂受到高压而产生内部应力，脱模后，成品两旁出现变形弯曲，薄壳成型的产品容易产生变形。1 成型品还没有充分冷却时，进行顶出，通过顶针对表面施加压力，所以会造成翘曲或变形。2 成型品各部冷却速度不均匀时，冷却慢收缩量加大，薄壁部分的原料冷却迅速，粘度提高，引起翘曲。3 模具冷却水路位置分配不均匀，须变更温度或使用多部模温机调节。4 模具水路配置较多的模具，最好用模温机分段控制，已过到理想温度。翘曲：表四成型机原料温度低，流动性差保压高保压时间长射出压力高射出速度慢冷却时间短模具模具温度低模具上有温差模具冷却不均匀，不充分脱模不良原料原料的流动性不够5 流痕： 原料在模穴内流动时，在成品表面上出现以GATE 为中心的年轮状细小的邹纹现象。 1 增加原料温度以及模具温度，使原料容易流动。 2 充填速度慢，则在充填过程中温度下降，而发生这种现象。 3 如果灌嘴过长，则在灌嘴处温度下降，因此，冷却的原料最先射出，发生压力下降，而造成流痕。 4 冷却窝小，射出初期，温度低的原料被先充填造成流痕。流痕：表五成型机原料温度低，流动性不够射出速度快或慢灌嘴孔径过小或灌嘴过长射出压力低保压不足保压时间短模具模具温度低模具冷却不适当GATE 小或流道小冷料窝存储小原料原料的流动性不良6 欠肉 成品未充填完整，有一部分缺少的状能，作为其原因认为有以下几点：1 成品面积大，机台射出容量各可塑化能力不足，此时要选择能力大的机台。2 模具排气效果不佳，模穴内的空气如果没有在射出时排除，则会由于残留空气的原因而使充填不完整，有时产生烧焦现象。3 模穴内，原料流动距离长，或者有薄壁的部分，则在原料充填结束前冷却固化。4 模具温度低，也容易造成欠肉，但是提高模温则冷却时间延长，造成成型周期时间也延长，所以，必须考虑从与生产效率相关角度来决定适当的模温。5 熔融的原料温度低或射出速度慢，原料在未充满模穴之前就固化而造成短射的现象。6 灌嘴孔径小或灌嘴长，要提高灌嘴温度，减小其流动的阻力，灌嘴的选择尽可能短，若选择灌嘴孔径小或灌嘴长的，则不仅使其流动的磨擦阻力加大，而且由于阻力的作用而使速度减慢，结果原料提前固化。7 成品模穴数量较多，流量不平衡，要设整GATE 的大小来控制，GATE 小模穴阻力大往往会欠肉，如有热胶道系统，也可单独调整某欠肉模穴温度来控制。8 射出压力低，造成充填不足。欠肉：表六成型机射出能力（容量，可塑化能力）不足原料料量不足（计量不足）射出压力低原料温度低，流动性不足射出速度慢灌嘴变形（温度 孔径）压损失保压压力转换位置过快射出时间设定过短逆止阀破裂螺杆直径大，射出压力低灌嘴处溢料模具GATE 或流道平衡不良（因此不同时充填）模具排气不良GATE 变形或流道小（压力损失）模具温度低（原料温度过早的下降到熔点以下）模穴壁厚过薄（与L/T的关系）GATE 位置不适当模具冷却不适当原料原料流动性不足7 毛边 成品出现多余的塑胶现象，多在于模具的合模处，顶针处，滑块处等活动处。1 滑块与定位块如果磨损，则容易出现毛边。2 模具表面附著异物时，也会出现毛边。3 锁模力不足，射出时模具被打开，出现毛边。4 原料温度以及模具温度过高，则粘度下降，所以在模具仅有间隙上也容易产生毛边。5 料量供给过多，原料多余射出产生毛边。 毛边 表七成型机计量多(过分充填)射出压力高射出速度快原料温度高锁模力低射出时间长保压压力高保压压力转换位置慢计量不准确,有误差(背压、螺杆转速)机台固、定板可动板平行不良模具合模面接触不良模具接触面上附有异物模穴内有碰伤模具温度高模具刚性不良（强度不足）滑动部位间隙配合不良模具结构设计原料原料的流动性太好8缩水由于体积收缩，壁厚处的表面原料被拉入，硬化时，在成品表面出现凹陷痕迹。缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的，大多发生于壁厚处，一般如果压力下降则收缩机率就会较大。1 模具设计时，就要考虑去除不必要的厚度，一般必须尽可能使成型品壁厚均匀；2 如果成型温度过高，则壁厚处，筋骨处或凸起处反面容易出现缩水，这是因为容易冷却的地方先固化，难以冷却的部分的原料会朝那移动，尽量将缩水控制在不影响成品品质的地方。3 一般降低成型温度，模具温度来减少原料的收缩，但势必增加压力。缩水 表八成型机射出时间短（GATE未固化时，保压就会结束）保压低计量不足保压位置转换太快射出压力低射出速度慢冷却时间短原料温度高逆止阀破损灌嘴孔径变形（压力损失）或溢料模具模具温度高模具冷却不均匀（模具部分高）GATE小模具结构设计顶针不适当原料原料收缩率大9不易脱模（顶凸）模具打开时成品附在动模脱模，顶出时，顶破或顶凸成品。如果模具不良，会粘于静模。1 模具排气不良或无排气槽（排气槽位置不对或深度不够）造成脱模不顺利；2 射出压力过高，则变形大，收缩不均匀，对以脱模；3 调节模具温度，对防止脱模不顺有效，使成型产品冷却收缩后，以便于脱模，但是，如果收缩过度，则在动模上不易脱模，所以，必须保持最佳模温。一般，动模模温比静模模温高出510左右，视实际状况而定。4 灌嘴与胶口的中心如果对不准，孔偏移或灌嘴孔径大于胶道孔径，均会造成脱模不顺。脱模不顺 表九成型机原料温度高射出压力高射出时间长保压时间长冷却时间短保压高模具模具脱模角不够模具温度高模具排气不良模具冷却不均匀灌嘴孔径大于胶口孔径灌嘴偏移原料原料流动性不足原料收缩率小表1常用材料的成型参考温度材料品种注射温度（）模具温度（）最低推荐最高最低推荐最高ABS200230280255080PA122302553003080110PA62302553007085110PA662602803207080110PBT220250280156080PC2603053407095120PC|ABS2302653005075100PC|PBT250265280406085PE-HD180220280204095PE-LD180220280204070PEI34040044070140175PET26527029080100120PETG220255290101530PMMA240250280356080POM1802252355070105PP200230280205080PPE2402803206080110PS180230280205070PVC160190220204070SAN200230270406080纹理加工基础知识：什么是纹理加工？纹理加工就是通常我们说得皮纹腐蚀，它就是把特定的图案转印到模具表层的一种工艺。在早期，这门工艺的图案都很简单，而如今已经发展出皮纹，梨地纹等各类纹理图案。这些图案是如何转印到模具表层上的呢？转印的方法是多种多样的，最常用的就是蜡印术。蜡印术叫常用的是因为技术简单，可以重复印制多张图案，这些印刷图案将被贴在模具表面。另外一种方法就是将照相底片转印，用底片制成薄膜，再将薄膜上的图案转移到模具上。最新的方法是将三维立体模拟图案，以这种工艺广泛用于汽车工业上，汽车工业方面的图案通常都很复杂，为多层次图案。这种图案的转印需要抽取单一的图案，将每张不同嘎的图案逐层转印。这一工艺皮纹质感强，几乎乱真。不久，我们还有技术将通过镭射把图案转印到模具上。当图案转印到模具上，经过修整后，模具就被送到下一个部门。该部门会把化学腐蚀材料作用到模具上，模具材料会因为腐蚀而起变化。某些配方的化学晶专门腐蚀P-20,H-13和其他的一些模具钢，有些配方专门针对铝等其他金属。化学处理模具的方法有很多，第一种为浸泡法，模具的非加工区经过充分保护后，整个模具被进入腐蚀池进行腐蚀。第二种为水流式，模具被腾空放置在腐蚀池上方，将腐蚀剂浇在模具上。另外一种是针对于特殊情形的局部腐蚀法，同一般的工艺有所不同，是对于局部或特殊条件的图案。与此相关的还有产品的材料，材料的品种是多种多样的，汽车内饰件的要求高强度的材料，ABS、PP、TPO、TPU、NYLON只是比较普遍使用的材料，随着设计上的不断改进，现在可能用过去想象不到的方法制造有图案的产品。纹理的分类和特点：皮革纹（皮革类皮纹）皮革纹大都用于豪华驱车的内饰件的表面，能以假乱真，代替皮革。本公司拥有1000种以上的皮纹样本，以提高用户的知名度。同一种图案其线条的凹凸深度可以按照要求加工调整。特点：具有高耐久性，产品表面不易受损。虽然不能进行完全修补，但是对于锈斑、化学气体腐蚀等只需要进行表面处理就可以了。梨皮纹此类皮纹在各种行业中受到高度重视和好评。尤其被广泛应用于家用电器电脑照相机手提电话扽外饰件性强的零部件。其凹凸深度大约在2-100。同样它也可以由用户来指定加工深度。特点：可以加工细腻均匀的图案或者粗大的图案，耐久性也很好，梨地的花纹还可以遮盖焊缝和气孔等模具缺陷。布皮纹此类皮纹以针织品及编织品为标本仿制出的布皮纹，它具有质地细腻、柔软感好的特长。通过几何图案的设计和凹凸深度的变化，来反应出其极强的装饰性。特点:就有高耐久性，产品表面不易受损。虽然不能进行完全修补，但是对于锈斑、化学气体腐蚀等只需要进行表面处理就可以了。线条形皮纹比较具有代表性的平行线、菱形、钻石形、格子形以及机械方法难以加工的几何图案和字母、商标等。线的粗细、检具、线槽的深度可按指定要求加工。但是，必须引起注意的是要使产品体现出立体感强、现眼美丽的条纹，模具本身的材料起了不可忽视的作用。特点：不能在三次曲面上加工，也不能修补。但是对于锈斑、化学气体腐蚀等只需要进行表面处理就可以了。木皮纹：可以再现天然木材的质感。特点：具有高耐久性，产品表面不易受损。虽然不能进行完全修补，但是对于锈斑、化学气体腐蚀等只需要进行表面处理就可以了。喷砂花纹：使用各种粒径的砂粒产生不同的压力喷在模具表面形成图案。特点：交货期短并且加工成本低，可以形成细腻均匀的图案，也可以进行部分修补，保养简单。工艺流程：几何图案：首轮清洗工序，去掉模具的所有油脂二轮清洗工序，去掉模具表面的所有油脂胶片剪裁涂上防腐剂风干胶片粘和曝光拆除胶片冲晒加热手工修整腐蚀图案盖上模板化学腐蚀程序以化学物及冲洗方法清除腐蚀剂在喷砂程序前盖上模板喷砂程序防锈处理皮革图案：首轮清洗工序，去掉模具的所有油脂盖上模板1清洗工序，去掉模具表面的所有油脂转换图案烘烤手工修改图案盖上模板2化学腐蚀程序在喷砂程序前盖上模板喷砂程序拆除模板清洗程序防锈处理梨地 绸缎图案：清除模具的所有防腐剂盖上模板风干表面处理转换图案化学腐蚀程序在喷砂程序前盖上模板喷砂程序拆除模板清洗程序防锈处理喷砂图案：清除模具的所有防腐剂盖上模板喷砂程序拆除模板清洗程序防锈处理。常用塑料的特性和应用塑料名称代号特性应用聚丙烯PP是最轻的塑料之一，其屈服、拉伸、压缩强度和硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性，高温（90）抗应力松弛性能良好，耐热性能较好，可在100以上使用，如无外力150也不变形，除浓硫酸、浓硝酸外，在许多介质中很稳定，低分子量的脂肪烃、芳香烃、氯化烃，对它有软化和溶胀作用，几乎不吸水，高频电性能不好，成型容易，但收缩率大，低温呈脆性，耐磨性不高。作一般结构零件，作耐腐蚀化工设备和受热的电气绝缘零件高密度聚乙烯HDPE聚苯乙烯PS聚氯乙烯PVC机械强度较高，化学稳定性及介电性能优良，耐油性及抗老化性能也较好，易熔接及粘合，价格较低。缺点是使用温度低（在60以下），线膨胀系数大，成型加工性不良。制品有管、棒、板、焊条及管件，除作日常生活用品外，主要用作耐磨蚀的结构材料或设备衬里材料（代替有色合金、不锈钢和橡胶）及电气绝缘材料。低密度聚乙烯LDPE聚对苯二甲酸乙二醇酯PET丙稀腈、丁二稀、苯乙烯ABS具有良好的综合性能，既高的冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定、易机械加工，表面还可镀金属，电性能良好作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备，用ABS制成泡沫夹层板可作小轿车车身聚甲醛POM抗拉强度、冲击韧性、刚性、疲劳强度、抗蠕变性能都很高，尺寸稳定性好，吸水性小、摩擦系数小，有很好的耐化学药品能力，性能不亚于尼龙，但价格较低，缺点是加热易分解，成型比尼龙困难可用作汽车仪表板、汽化器、箱体、容器、杆件以及喷雾器的各种代铜零件聚甲基丙烯酸酯PMMA聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT聚酰胺6PA6疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够适用于中等载荷、使用温度100120、无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件聚酰胺66PA66疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够适用于中等载荷、使用温度100120、无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件聚碳酸脂PC具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能，有很高的耐热性，耐寒性也很好，脆化温度达-100，抗弯抗拉