随着汽车工业的蓬勃发展,制造商们越来越重视汽车车型的开发,其中汽车内饰的开发是仅次于车身的一项重要内容,它不仅反映汽车内部空间的功能,更能让乘客感觉舒适,操纵方便,视觉美观。而内饰材料对于汽车内饰件的轻量化、经济性、舒适感起着关键作用,以前汽车内饰件多用金属、木材和纤维纺织品等材料,感知质量不好,而且随着环境保护意识的增强(沃尔沃的汽车材料达到85%再回收,95%可复原),塑料件成为汽车内饰件的主流,占有率超过80%。
汽车内饰件应用多的几类塑料
类别 | 主要材料 | 形式 | 加工工艺 | 应用范围 |
聚烯烃(PO)(包含聚丙烯(PP)、ABS、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等) | 聚丙烯(PP) | 丙烯单体经自由基聚合而成 | 注塑、挤出、吹塑等 | 汽车内饰件大量使用 |
ABS | 由丙烯氰、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成 | 注塑、挤出、吹塑等 | 仪表板、门板、装饰件等 | |
乙烯基塑料 | 聚氯乙烯(PVC) | 氯乙烯单体经自由基聚合而成 | 注塑、挤出、压延、吹塑等 | 仪表板表皮、包覆门板、座椅等 |
聚苯醚脂(包含聚碳酸酯(pc)、聚缩醛(pom)等) | 聚碳酸酯(pc) | 大分子链由碳酸酯型复合结构单元组成 | 注塑、挤出、吹塑等 | 通用工程塑料,例如:仪表板骨架材料为PC/ABS |
聚酰胺(PA) | 聚酰胺(PA) | 由二元胺和二元酸缩聚或由氨基酸内酰胺聚合而成 | 注塑、挤出、吹塑等 | 第二大通用工程塑料,多用于内饰功能件 |
聚氨酯(pu) | 聚氨酯(pu) | 由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇聚合而成 | 预聚或半预聚体法、一步法等 | 仪表板、门板等 |
塑料在汽车内饰上的具体应用
仪表板
仪表板分为硬质和软质两大类,硬质仪表板采用的塑料有PP、超耐热ABS和ABS/PC等等;软仪表板多采用ABS和改性PVC片材,经过真空吸塑成型等工艺方法放入模具中,再注射PU发泡而成。由于半硬质PU泡沫的开孔性,因此它具有良好的回弹性,并能吸收50%-70%的冲击能量,安全性高,感知质量高。欧洲汽车的仪表板以ABS/PC及增强PP为主;美国汽车多用苯乙烯/顺丁烯二酸酐SMA,其价格低,耐热耐冲击,具有良好的综合性能;日本汽车的仪表板曾采用过ABS、增强PP材料,目前以玻璃纤维增强的SAN为主,也有采用耐热性更好的改性PP材料。
门板
门内饰板多采用复合板材,真空吸塑等加工工艺。在美国,门内饰板多采用ABS或PP注射成型;欧洲则一般采用增强PP板材放填充物,再包覆蒙皮的结构,填充材料大多数采用薄的PU发泡,表皮材料为PVC。近年来,为满足耐候性和柔软性要求,门板已经开始使用热塑性弹性体与PP发泡板相叠合的结构,日本Chisso公司开发了一种冲压成型、连续生产全PP门板的技术,门板包括PP内衬板、PP泡沫衬垫层和PP-EPDM皮层结构。同时采用车门内板与车门扶手一体化造型,应用改性PP或ABS做骨架材料,再复合软饰材料制成整体门板。
汽车用内饰塑料的发展趋势
从世界各国对汽车内饰材料的研究情况来看,主要有下面几个发展趋势:
1.开发复合型材料
汽车上使用复合材料的零件主要是仪表板、门板等,基本上是由表皮(塑料、织物、皮革),隔音减振部分(泡沫或纤维)和骨架部分组成,这种形式的零件既满足一定的使用功能,又使人感到舒适美观,是汽车内饰件的主要发展方向。
2.以PP为主
据英国应用信息(AMI)报告,轿车零部件消耗的热塑性塑料仍然以年均超过6%的速度递增,由于PP价格低廉且性能优越,所以汽车内外饰件的发展将以改性PP为主,且可望以每年8%的速度增长。
3.向安全性方面发展
现今交通事故率高,汽车内饰件的安全性要求突显出来。比如,仪表板上表面的头部冲击试验,其下边缘的膝盖撞击试验等,均要求被检验的内饰件不能碎裂,更不能碎片四溅或出现棱角伤人。因此,汽车内饰件不仅要求舒适美观,更要求能保护乘客安全。
4.材料通用性
为了有效合理利用能源及原材料、降低汽车成本,不同类型汽车内饰件使用的材料可以归结到统一使用的几种材料上,这种模块化选材,在材料的质量和成本上都是经济的。
5.废旧塑料的再生利用
秉承绿色环保的理念,缓解全球性能源和原材料危机,无论是从充分利用地球资源的角度,还是从环境保护的立场来看,都必须积极开展汽车废旧塑料的回收利用技术工作的研究。
塑料件常见缺陷及其解决措施
名称 | 级别 | 产生原因 | 解决措施 |
银丝 | A | 原料含水或挥发物过多;模具型腔内有水;模具型腔内润滑油或脱模剂过多;产品壁厚不均等 | 烘干原料;清除模具型腔内水分;合理使用润滑油和脱模剂;更新设计等 |
缩痕 | A面:A B面:B C面:C |
注塑压力小、速度慢;冷却时间不足;浇口布置不合理;产品壁厚过厚等 | 调整注塑工艺;增加冷却时间;重新布置浇口;更新设计等 |
熔接痕 | A面:A B面:B C面:C |
模温低;注塑压力小、速度慢;模具排气不良;脱模剂使用不当;浇口布置不合理或碰穿造成分流;原料流动性差等 | 提高模温;调整注塑工艺;调整顶杆、镶块,增加排气;控制脱模剂用量;重新布置浇口;换料或调整注塑工艺等 |
顶白 | A面:A B面:B C面:C |
顶出速度过快,顶出不平衡,模具顶出数量少,布置不合理;料温和模温温差大;保压压力大,保压时间长;冷却时间不足等 | 降低顶出速度,调整顶出机构平衡顶出,合理布置顶出机构,增加顶针、顶块,增加排气;控制脱模剂用量;重新布置浇口;换料或调整注塑工艺等 |
气泡 | B | 模具排气不良;原料含水或挥发物过多;注塑压力大、速度快;浇口布置不合理等 | 调整顶杆、镶块,增加排气;烘干原料;调整注塑工艺;重新布置浇口等 |
飞边 | C | 注塑过量;锁模力不足;材料流动性过好;模具分型面密合不严等 | 减少射胶量;增加锁模力;换料或降低模温、料温及注塑压力;重新配模具贴合不紧部位和清除杂物等 |