С непрекъснатото подобряване на изискванията на потребителите за автомобилен комфорт и естетика, меките интериори постепенно се превърнаха в основна тенденция в автомобилната индустрия. Те се използват широко в превозни средства от висок{1}}и среден{2}}до-висок-клас, прилагани главно за табла с инструменти, панели на вратите, централни подлакътници и други ключови контактни части. Процесът на формоване на меки вътрешни кожи директно определя качеството, усещането за ръка и издръжливостта на вътрешните части. Тази статия ще се съсредоточи върху три основни процеса на формоване за автомобилни меки вътрешни кожи: формоване на подсилена с фибростъкло пластмаса (FRP), вакуумно формоване и разпенване на кожата.
Ⅰ Пластмаса, подсилена с фибростъкло (FRP).
1. Въведение в процеса
Формоването на подсилена с фибростъкло пластмаса (FRP), известно още като композитно формоване, подсилено със стъклени влакна, е процес, който образува меки вътрешни кори чрез смесване на стъклени влакна като усилващ материал със смола като матричен материал. Процесът използва добрата издръжливост на стъклените влакна и отличната способност за формоване на смолата, за да създаде вътрешни кожи с меко усещане за ръка и определена структурна здравина. За разлика от традиционните твърди FRP продукти, FRP, използван за меки вътрешни кожи, ще бъде специално коригиран в пропорцията на смола и стъклени влакна, а понякога ще се добавят гъвкави добавки, за да се гарантира мекотата на повърхността на продукта.
2. Видове материали
Материалите за FRP меки вътрешни кожи включват главно два основни компонента: подсилващ материал и матричен материал. Подсилващият материал е главно стъклено влакно, обикновено под формата на късо стъклено влакно или филц от стъклено влакно, което може да подобри якостта на опън и устойчивостта на износване на кожата. Материалът на матрицата е основно термореактивна смола, като ненаситена полиестерна смола, епоксидна смола и полиуретанова смола. Сред тях полиуретановата смола е най-широко използваната поради добрата си гъвкавост и адхезия. Освен това, за да се подобри ефективността на продукта, към матрицата на смолата ще бъдат добавени добавки като пластификатори, антиоксиданти, UV абсорбери и оцветители.
3. Характеристики на процеса
Предимствата на процеса на формоване на FRP са очевидни: първо, той има отлична формованост, която може да се адаптира към сложни форми на автомобилни интериорни части, като извитата повърхност на арматурното табло и неправилната форма на панела на вратата. Второ, продуктът има добра цялостна производителност, комбинирайки меко усещане за ръка с определена здравина, не е лесно да се напука или деформира. Трето, цветът и текстурата на повърхността могат да се регулират гъвкаво. Цветът може да бъде добавен към матрицата на смолата предварително, а текстурата на повърхността може да се формира чрез текстура на мухъл или последваща-обработка. Процесът обаче има и някои недостатъци: производственият цикъл е сравнително дълъг, което не е подходящо за широко-масово производство; процесът на втвърдяване на смолата ще произведе малко количество летливи вещества и е необходима обработка за защита на околната среда; цената е малко по-висока от тази на традиционните пластмасови процеси.
4. Поток на процеса
Процесът на формоване на мека вътрешна кожа от FRP включва главно следните ключови стъпки:
Подготовка на матрицата: Почистете матрицата с текстура (обикновено направена от алуминий или стомана), нанесете равномерно освобождаващ агент върху вътрешната повърхност, за да сте сигурни, че продуктът може да бъде изваден от формата гладко след формоване.
Подготовка на материала: Смесете матрицата от смола, стъклени влакна, пластификатор и други добавки в определена пропорция. Процесът на смесване трябва да бъде еднакъв, за да се избегне появата на агломерация на материала.
Поставяне-и формоване: Изсипете или изчеткайте смесения материал във формата и използвайте инструменти като скрепери, за да накарате материала да покрие равномерно вътрешната повърхност на формата, като се уверите, че дебелината на всяка част е еднаква. За продукти с по-високи изисквания за якост могат да бъдат положени няколко слоя филц от стъклени влакна.
Втвърдяване: Поставете матрицата с материалите в пещ за втвърдяване и втвърдете при определена температура (обикновено 60-80 градуса) за определено време (30-60 минути). Температурата и времето на втвърдяване трябва да се регулират според вида на смолата, за да се осигури пълно втвърдяване на продукта.
Деформиране и довършителни работи: След като продуктът е напълно втвърден, извадете го от матрицата и отстранете неравностите, светкавицата и други дефекти по повърхността на продукта чрез инструменти за подрязване. Накрая извършете проверка на повърхността, за да се уверите, че текстурата и цветът отговарят на изискванията.
5. Основни приложения
Меките вътрешни кори от FRP се използват главно в превозни средства от среден{0}}до-висок-клас, които търсят както комфорт, така и структурни характеристики. Общите части за приложение включват: горен капак на арматурното табло, зона за подлакътник на панела на вратата, страничен панел на централната конзола и подлакътник на задната седалка. Например, някои луксозни SUV модели използват FRP меки кори в областта на декорацията на панела на вратата, която не само е мека на допир, но също така може да издържи на дългосрочна-използване без износване. В допълнение, FRP меките кожи също се използват широко в персонализирани автомобилни интериори, поради силната си формоваемост, те могат да отговорят на нуждите на клиентите от персонализирана форма.
Ⅱ Вакуумно формоване
1. Въведение в процеса
Вакуумното формоване е обичаен процес на термоформоване за меки вътрешни кожи на автомобили. Той използва принципа на вакуумното отрицателно налягане, за да направи нагрятия и омекотен термопластичен лист плътно прилепнал към повърхността на матрицата и след това формира необходимата форма след охлаждане и оформяне. Процесът е прост и ефективен и може да произведе вътрешни кожи с еднаква дебелина и чиста повърхностна текстура. Според вида на матрицата, вакуумното формоване може да бъде разделено на вакуумно формоване с положителна форма и вакуумно формоване с отрицателна форма. Сред тях вакуумното формоване на отрицателна форма е по-широко използвано в интериора на автомобилите, тъй като може да възпроизведе по-добре фината текстура на матрицата.
2. Видове материали
Материалите, подходящи за вакуумно формоване на меки вътрешни кожи на автомобили, са главно термопластични материали с добра термопластичност и гъвкавост, включително: поливинилхлорид (PVC), термопластичен олефин (TPO), акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS) и термопластичен полиуретан (TPU). PVC е най-често използваният материал поради ниската си цена, добра гъвкавост и лесно оцветяване. TPO има предимствата на защита на околната среда, устойчивост на висока температура и устойчивост на стареене и постепенно заменя PVC в моделите от висок-клас. TPU има отлична устойчивост на износване и еластичност и често се използва в интериорни части, които изискват висока устойчивост на износване, като подлакътници и капаци на волана.
3. Характеристики на процеса
Процесът на вакуумно формоване има следните характеристики: Първо, висока производствена ефективност, цикълът на един продукт обикновено е само 1-3 минути, което е подходящо за широкомащабно-масово производство на автомобилни интериори. Второ, ниска инвестиционна цена на оборудването, в сравнение с процеса на 搪塑 (формоване с киша), инвестицията в оборудване за вакуумно формоване е по-ниска, което е благоприятно за малките и средните предприятия да приемат. Трето, качеството на повърхността е добро, продуктът може точно да възпроизведе текстурата на матрицата и повърхността е гладка без очевидни дефекти. Четвърто, степента на използване на материала е висока, остатъчните материали след формоването могат да бъдат рециклирани и използвани повторно. Процесът обаче има и ограничения: не е подходящ за производство на продукти с твърде дълбоки кухини или сложни подрязвания; якостта на продукта е сравнително ниска и обикновено трябва да се комбинира със скелетен материал за употреба.
4. Поток на процеса
Процесът на вакуумно формоване на автомобилни меки вътрешни кожи е сравнително зрял и конкретните стъпки са както следва:
Монтаж на мухъл: Инсталирайте текстурираната форма (обикновено алуминиева форма) на работната маса на машината за вакуумно формоване и свържете вакуумния тръбопровод към формата.
Фиксиране на листове и отопление: Нарежете термопластичния лист в подходящ размер, фиксирайте го върху затягащата рамка на машината и преместете нагревателната плоча в позиция над листа. Загрейте листа до температурата на омекване (различните материали имат различни температури, като например PVC е 120-150 градуса, TPO е 150-180 градуса), докато листът стане мек и има добра пластичност.
Вакуумна адсорбция: Преместете омекналия лист надолу, за да покриете формата, и незабавно стартирайте вакуумната помпа, за да извлечете въздуха между листа и матрицата. Под действието на атмосферното налягане листът е плътно прикрепен към вътрешната повърхност на матрицата и текстурата и формата на матрицата се възпроизвеждат.
Охлаждане и оформяне: Използвайте въздушно охлаждане или водно охлаждане за охлаждане на листа. Когато температурата на листа спадне до стайната, формата на продукта се фиксира.
Деформиране и подрязване: Спрете вакуумната помпа, извадете продукта от матрицата и използвайте машина за рязане, за да отрежете излишната част от продукта, за да получите крайната вътрешна кожа.
5. Основни приложения
Вакуумното формоване е един от най-широко използваните процеси в автомобилните меки вътрешни кожи и частите му за приложение покриват повечето от меките вътрешни области на превозните средства, включително: горна обшивка на панела на вратите, долен капак на арматурното табло, декоративен панел на централната конзола, страничен панел на багажника и панел на облегалката на седалката. Например, повечето икономични и компактни модели използват PVC вакуумно{1}}формовани кори за панелите на вратите, които не само отговарят на изискванията за мекота на допир, но и контролират производствените разходи. В допълнение, вакуумно формованите кори също често се използват в интериора на търговски превозни средства, поради тяхната висока производствена ефективност и могат да отговорят на голямото търсене на интериори на търговски превозни средства.
Ⅲ Разпенване на кожата
1. Въведение в процеса
Разпенването на кожата е специален процес за производство на меки вътрешни кожи за автомобили. Той образува плътен повърхностен слой (кожен слой) и порест вътрешен слой (разпенващ слой) върху повърхността на субстрата чрез химическо или физическо разпенване. Плътният кожен слой осигурява гладка повърхност и меко усещане за ръката, докато порестият разпенен слой осигурява добра еластичност и буферни характеристики. Процесът може да интегрира кожата и буферния слой в едно, намалявайки броя на процедурите за сглобяване. Според метода на разпенване, той може да бъде разделен на полиуретанова (PU) пяна, полипропиленова (PP) пяна и т.н., сред които PU кожата пяна е най-широко използваната в автомобилните интериори.
2. Видове материали
Основните материали за процеса на разпенване на кожата включват субстратни материали и пенообразуващи материали. Материалът на субстрата обикновено е твърда пластмасова плоча (като PP, ABS) или тъкан, която играе поддържаща роля. Пенообразуващият материал е основно полиуретанов (PU) композитен материал, който се състои от два компонента: Компонент 1 е полиолен композитен материал, който се смесва с катализатори, антиоксиданти, повърхностно активни вещества и UV абсорбери; Компонент 2 е изоцианат. Освен това, за различни изисквания за производителност, могат да се добавят други материали, като добавяне на стъклени влакна към субстрата за подобряване на здравината или добавяне на оцветители към пенообразуващия материал за регулиране на цвета на повърхностния слой.
3. Характеристики на процеса
Процесът на разпенване на кожата има уникални технически предимства: Първо, продуктът има отличен комфорт, плътният кожен слой е мек на допир, а разпенващият слой има добра еластичност, което може ефективно да подобри комфорта при каране. Второ, той има добра интеграция и кожният слой и пенообразуващият слой се образуват едновременно, което избягва проблема с разслояването между кожата и буферния слой в традиционния процес. Трето, добра адаптивност към околната среда, PU материалът след разпенване има добра устойчивост на високи и ниски температури и не е лесен за стареене или втвърдяване при тежки условия на околната среда. Четвърто, гъвкав дизайн, дебелината на кожния слой и разпенващия слой могат да се регулират чрез контролиране на параметрите на разпенването. Недостатъкът е, че процесът на разпенване е чувствителен към температура и влажност и производствената среда трябва да бъде строго контролирана; производственият цикъл е по-дълъг от този на вакуумното формоване.
4. Поток на процеса
Като вземем за пример най-често срещания процес на разпенване на PU кожа, неговият производствен поток е както следва:
Предварителна обработка на субстрата: Почистете повърхността на субстрата (като PP плоча), за да отстраните маслото и праха, и нанесете грунд, ако е необходимо, за да подобрите адхезията между субстрата и пенливия слой.
Подготовка на матрицата: Почистете формата за разпенване, нанесете освобождаващ агент върху вътрешната повърхност и предварително загрейте формата до определена температура (обикновено 40-60 градуса), за да осигурите ефекта на разпенване.
Подготовка на пенообразуващ материал: Използвайте измервателно устройство, за да измерите точно Компонент 1 (полиолен композитен материал) и Компонент 2 (изоцианат) в определена пропорция и ги смесете равномерно под високо налягане.
Изливане и разпенване: Изсипете смесения PU разпенен материал върху субстрата, бързо поставете субстрата във формата и затворете формата. PU материалът претърпява химическа реакция във формата и постепенно се разпенва и втвърдява, за да образува кожен слой и пенообразуващ слой.
Втвърдяване и деформиране: Дръжте формата затворена и втвърдете за определено време (обикновено 15-30 минути), докато PU материалът се втвърди напълно. След това отворете формата и извадете продукта.
Пост{0}}обработка: Изрежете неравностите на продукта и извършете проверка на качеството на текстурата на повърхността, дебелината и адхезията на продукта.
5. Основни приложения
Процесът на разпенване на кожата се използва главно в автомобилни интериорни части, които имат високи изисквания за комфорт и буферни характеристики, като: основно тяло на арматурното табло, подлакътник на панела на вратата, подлакътник на централната конзола, облегалка за глава на седалка и капак на волана. Например повечето седани от среден{1}}до-висок-клас използват технология за пенообразуване на PU кожа за арматурното табло, което не само има деликатно усещане за ръка, но също така може да абсорбира енергията на удара в случай на сблъсък, подобрявайки безопасността. Освен това пенопластът се използва и в интериора на нови енергийни превозни средства, тъй като PU материалът има добра звукоизолация, което може да намали шума в превозното средство и да подобри изживяването при каране.
Заключение
FRP формоването, вакуумното формоване и разпенването на кожата са три основни процеса за автомобилни меки вътрешни кожи, всеки с уникални технически характеристики и сценарии на приложение. FRP формоването е подходящо за модели от среден-до -висок-клас и персонализирани интериори поради добрата си цялостна производителност и възможност за формоване; вакуумното формоване се използва широко в масово-произвежданите модели поради своята висока ефективност и ниска цена; разпенването на кожата се предпочита от моделите от среден-до-висок-клас заради отличния комфорт и интеграция. С непрекъснатото развитие на автомобилната интериорна технология, тези процеси ще бъдат допълнително оптимизирани и надградени, за да отговорят на все по-високите изисквания на потребителите за комфорт, опазване на околната среда и персонализация.