双料注塑微发泡工艺

丛艺家，李功赋，冯擎峰

(吉利汽车研究院，浙江杭州311228)

0 引言

汽车内饰零部件尤其是仪表板的制造工艺目前有多种，常用的有硬质注塑工艺，软质的搪塑工艺、阴模吸附、阳模吸附。其中硬质成型工艺根据车型的配置及整车的成本控制，多用于低端及低配车型，但整体外观档次较低;软质成型工艺多用于高档及高配车型，但制造成本很高。作者所阐述的双料注塑微发泡工艺正是结合了上述硬质及软质成型工艺的优点并有效地克服了两种工艺的缺点，在满足更高外观品质的同时，极大地节约了成本，同时提升了零部件自身的性能，对汽车内饰零部件带来了很大的提升，同时也提高了整车的品质，给消费者带来了不一样的感官视觉。该工艺是应用于汽车行业的创新性解决方案。

1 产品结构和特性

双料注塑微发泡工艺主要应用于汽车内饰热塑性产品，如仪表板、门内饰板等，该工艺的使用可以使得内饰零部件具有更大的设计自由度，产品外观特征可以更加细腻且个性化 (如图1所示［1］)，同时产品性能可进一步提升。下面主要以仪表板产品 (如图2所示［1］)的结构及特性进行阐述。

1.1 产品结构

使用双料注塑发泡工艺成型的产品结构包括表皮、发泡层、骨架三部分，如图3所示［2］。

产品结构微观结构如图4所示［1］。

采用双料注塑发泡工艺的产品更易于成型，与常用的软质成型的产品相比较，如图5所示［1］。

常用软质成型搪塑、阴模吸附、阳模吸附工艺，需要完成表皮模具的开发，发泡模具的开发以及骨架模具的开发所需成本很大。产品材料的表皮一般使用PVC或PUR，发泡层使用的材料是PUR，骨架材料使用的是改性PP(PP+EPDM-TD20)。产品最终成型需通过三步，首先需利用模具生产出表皮及骨架，接着将已完成的表皮和骨架放置到发泡模具中以完成产品最终的成型制作。

采用双料注塑发泡工艺成型的产品其表皮材料是TPE-E，骨架材料使用PBT或PC+ABS。其发泡过程仅仅是由与上述两种材料化学性能能够完美结合的一种起到固化作用的塑料粒子ASA来完成，两种材料通过一副模具即可完成注塑发泡及表皮成型，大大降低模具开发的成本。

1.2 产品性能提升说明

采用双料注塑发泡工艺成型的产品其自身的性能将得到提升，具体如下:

(1)该工艺能够改良产品的耐低温冲击性能，使产品在低温下进行冲击后不会产生碎片从而对人身不造成伤害。

(2)该工艺采用的材料具有很高的流动性 (热塑成型产品材料要求)，这样使产品成型时所需的生产节拍更短，同时使产品设计更自由，产品结构可以较为复杂，以满足外观及装配要求。

(3)与常用的骨架材料 (PP)相比，产品能够满足更长的耐温性能，避免了在高温条件下产品出现外观缺陷及变形导致产品尺寸超差的问题，同时更能有效地保证两种材料的黏合性能。

(4)采用双料注塑发泡工艺成型的产品在注塑完成零件冷却后，形状尺寸仍能够得到保持，热塑性零部件的翘曲问题可以在很大程度上得到解决，以保证产品的安装要求。

(5)发泡工艺采用的塑料粒子ASA能够在发泡过程中起成核剂的作用，可以有效地、均匀地帮助发泡，从而使产品成型后能够保证外观满足要求，尺寸精度得到保证，进而使产品的一致性同时得到保证，以避免热塑性产品因变形、翘曲等问题而产生产品批次不同、尺寸不同的情况发生。

(6)采用双料注塑发泡工艺成型的产品其自身质量与常用软质成型工艺的产品相比减轻了20%，解决了内饰零部件因造型要求而无法进行减重的尴尬境况，也能满足整车轻量化要求。同时，也改善了零部件的断裂延伸性，如图6所示［1］。

(7)采用双料注塑发泡工艺成型的产品其厚度分布均匀，有利于保证产品的外观效果，能够满足设计师的设计意图及造型风格，如图7所示［1］。

2 生产工艺

如前所述，常用软质成型工艺如图8所示［1］，整个产品的最终成型是通过三步完成。

双料注塑发泡工艺成型过程如下:

模具首先完成骨架的注塑，然后模具旋转180°后合模进行第二次注塑，第二次注塑完成的是表皮及其中间塑料粒子与骨架结合的过程，此过程完成后产品即为最终成型产品，如图9所示［1］。

3 工艺优点

双料注塑发泡工艺的使用使产品具备多项优点。

3.1 成本投入降低

(1)模具投入成本降低，如图10所示［1］;

(2)设备单一，不需要单独的表面搪塑设备，不需要单独的发泡设备，占用生产空间小，所需工人更少，没有后续加工工序，从而使生产所需的资金更少。

3.2 材料投入降低

材料单一，为可回收性材料，减少了材料浪费，消耗更少的能源，降低了挥发性有机化合物的排放，同时成型的产品更容易满足内饰气味性要求，满足挥发性 (VOC)要求［1］。

3.3 产品物理性能提高

具有优良的耐气候性，可调节硬度和接触感觉，同时具有良好的黏结性能、碰撞特性、耐温度性能，能自动适应温度变化，压缩形变得到优化［1］。

3.4 生产工艺的便捷性

可适用的范围较广泛，对所有内饰件均可用同样的基本工艺过程 (仅为注塑成型)，成型过程控制清晰且精密，简化了生产供应链，减少了半成品件的库存，使得原材料控制简单化［1］。

4 总结

对于汽车内饰零部件热塑成型的产品，采用双料注塑发泡工艺进行制造，无论在成本投入、材料控制、产品性能、工艺复杂程度几方面都有不可比拟的优越性。这是一种新型的生产工艺，对汽车内饰零部件以及整个汽车品质的提升都具有相当的指导意义，其发展前途巨大。

【1】黄奕.Dolphin Technology［R］.巴斯夫(中国)有限公司.