汽车内饰件软皮注塑包覆工艺研究

张宇航 赵欣

摘 要：优化了汽车内饰件软皮注塑包覆工艺参数，通过采用优化后的工艺参数组合，根据对包覆件的影响程度调整保压时间、保压压力、模具温度、熔体温度、注射时间等参数，能够有效地减少上饰板骨架翘曲变形量及降低包覆层的体积收缩率，从而提高制品的成型质量，可为实际生产提供理论依据和实践指导。

关键词：汽车；内饰件；软皮注塑；包裹工艺

0.引言

从目前汽车行业的发展现状来看，汽车内视品已成为汽车开发的重点。汽车行业在发展的过程中，软皮注塑包覆工藝是一种比较常见的工艺类型，将工艺应用在汽车内饰品的设计中，对表面感知质量的提高意义重大。

1.内饰件软皮注塑包覆工艺成型性分析

1.1内饰件模型的建立

对于内饰件模型的建立，需要使用UG软件，将汽车的软皮包覆上饰板三维模型图建立起来。以某汽车的内饰件模型建立为例，模型骨架壁的厚度和包覆层壁的厚度分别为度2.5mm、1.5mm。对各项因素进行综合考虑之后，详细掌握了模型的尺寸以及分析的精度，对于产品仿真实验模型网格的划分利用的是表面网格 （Fusion Mesh）。而在对包覆层网格划进行分的时候，选择的是全局网格，其边长为4mm，在完成划分之后，网格的最终数量为32937，节点数为16 471。骨架模型结构具有复杂性的特点，在完成网格划分及相关的检查工作之后，还要对网格进行修复[1]。

1.2浇注系统及冷却系统的设计

浇筑系统和冷却系统的设计，涵盖了浇筑系统、冷却系统两个方面，因此需要分别进行探究。浇注系统的设计方面。在设计浇筑系统的时候，采用一模两腔的布置方式，上饰板骨架模型的浇注系统；在热流道与冷流道连接处设计了热浇口作为阀浇口。冷却系统的设计方面。对于上饰板骨架模型的冷却系统设计，水管直径、水管数目分别为10 mm、18条。水是冷却的介质，冷却液入口温度、冷却液雷诺数分别控制为为25 ℃、10000。

1.3分析参数的设定

仿真实验的上饰板骨架选择的是PP材料，包覆层选用的是TPE材料。上饰板骨架的成型过程是一种普通的注塑成型，具体来看选择的是“热塑性注塑成型”工艺类型，该工艺类型的分析序列为“冷却+填充+保压+翘曲”。对于上饰板包覆层的成型，其成型过程与上饰板骨架的成型过程不同，它属于一种嵌件注塑成型，选择的是“热塑性塑料重叠注塑”工艺类型，从材料的特性来看，包覆层材料属于热塑性弹性体，因此成型的制品在回弹性方面比较强，不需要进行翘曲分析，这就造成了其分析序列省去了冷血和翘曲两个环节，仅有填充和保压两个环节。

2.基于田口试验法的软皮注塑包覆工艺优化

对软皮注塑包覆工艺优化的探究，可以从以下两个方面出发加以考虑，一个是工艺参数对骨架翘曲变形量的影响及优化，另一个是工艺参数对包覆层体积收缩率的影响及优化。接下来，笔者将结合自身的实践经验，从上述两个方面对基于田口试验法的软皮注塑包覆工艺优化进行分析。

2.1工艺参数对骨架翘曲变形量的影响及优化

首先，对试验方案的设计。试验方案的设计，关键在于明确研究对象。骨架翘曲变形量和包覆层体积收缩率是实试验方案的设计对象。通常情况下骨架翘曲变形量越小，包覆层体积收缩率越低，成型制品的质量就越高。其次，对试验指标的分析。从以往翘曲产生的原因及研究经验来看，将制品翘曲影响较大的熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力及保压时间5种工艺参数视为试验因子，每一个因子各取5个水平。

2.2工艺参数对包覆层体积收缩率的影响及优化

首先，试验指标。试验主要指标为包覆层的最大体积收缩率。其次，试验试验因子及水平。制品体积收缩率影响较大的熔体温度、注射时间、V/P 切换 （%体积）、保压压力及保压时间5种工艺参数作为试验因子，每一个因子各取5个水平。熔体温度最低水平取200℃ ，所有水平均在包覆层材料的推荐工艺范围内，其他因子的水平根据上一章的上饰板包覆层成型模拟分析结果确定，模具温度以及骨架镶件表面温度设定为40 ℃ ，冷却时间定为20 s。最终的研究结果表明，试验结果的影响因素中，按照影响程度，从大到小顺序进行排序，保压时间影响最大，其后依次为保压压力、熔体温度、V/P切换，最后是注射时间。

3.结语

总而言之，汽车内饰件软皮注塑包覆工艺对汽车行业的发展具有十分重要的影响，加强对汽车内饰件软皮注塑包覆工艺的研究设计，可以提高汽车内饰的设计质量，从而提高汽车设计的质量，获取更为广泛的市场。

参考文献：

[1]张泽峰，钱柯宇，王辉，等.汽车内饰件软皮注塑包覆工艺研究[J].塑料工业，2017，45（1）：68-75.