汽车内饰件PC片材预成型工艺优化研究

毛宇剑 孙海波 蒋娴静 赵晓云 黄继亭

摘 要：模内镶件技术（IMD）主要包括膜片预成型和塑件注塑成型两个阶段。在IMD工艺过程中，热压预成型片材的质量好坏又直接影响着后续工艺的运行以及最终产品的质量。目前汽车内饰件所用PC片材与保护膜分离均采用工人手工撕除的方法，严重影响了生产效率，同时，由于片材冲裁过程中极易翘曲，开裂，制约了良品率。本研究针对PC片材预成型工艺，通过反复热压实验，调整工艺参数，优化了生产工艺，在一定程度上提高了PC片材预成型件的良品率，提高了经济效益，并为同类产品的设计和生产提供了有益参考。

关键词：IMD;PC片材;热成型;优化

一、前言

模内装饰（IMD）技术是一种在注塑模具内放置印刷有修饰纹理或图案薄膜来装饰塑料件外观表面的新技术，可应用于如空调出风口面板、仪表盘面板、中控面板等汽车内饰塑料件。IMD技术自从其诞生以后就受到了广泛的关注，并经历了长时间的发展和应用，也取得了一定的成果。从总体上来看，国内外学者对IMD技术的研究主要集中在装饰薄膜的研究、专用模具的开发和研究及注射工艺的研究。

在IMD工艺过程中，除了需要高性能的注塑设备和模具外，片材的压力成型机即预成型设备以及压力成型模具同样非常关键。因为只有高性能的压力成型机和模具，才能制出高质量的预成型件，进而才能保证后序产品的尺寸精度和生产的合格率，即预成型片材的质量好坏直接影响着后续工艺的运行以及最终产品的质量。目前，我国的热成型机械大多数呈现耗能大、效率低、智能控制程度比较低的特点，对于国内的聚合物热成型机械企业而言，它们的产品主要来源于对国外同行业产品的仿制，也较少有自主知识产权的产品。就其成型速度而言，国内目前为20cycles/min到35cycles/min，相比国外而言，如德国 45cycles/min，日本浅野的35-40cycles/min，仍有较大差距，而这些差距除了来自于机械传动设计方面外，加热系统控制也是影响制品质量和成型速度的主要部分。

我们针对某汽车中控面板内饰件所用PC片材的生产要求，将加热后的膜片加压、冲裁成型;并且结合PC片材预成型冲裁后需要撕除保护膜的需要，我们将通过优化调整工艺参数，完成PC片材三维成型，提高PC片材成品率。本项目的实施，为促进汽车内饰件生产的全自动流水线作业提供了帮助，并为同类产品的设计和生产提供有益参考并带来可观的经济效益。

二、实验部分

2.1 实验设备及片材

设备：热成型机。

PC片材试样：PC片材是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色热塑性工程塑料，0.25毫米厚，表面印刷图案，如图所示。

2.2 技术路线

2.3 实验手段及成果

（1）针对某汽车中控面板内饰件制程工艺需要采用IMD制程被覆三维复杂曲面膜的生产要求，优化其IMD制程工艺需要的PC片材预成型冲裁模具，使软化PC片材能准确地贴合型芯成型，有效地解决了膜片三维成型困难问题;我们通过搜集资料、访问企业，调研了第一手的资料，目前，浙江汽车内饰件注塑生产还没有实现自动化，该模具将在后期与注塑环节结合，实现PC片材加热、预成型冲裁、撕除保护膜、除尘除静电、注塑等工艺的自动化流水线作业。

（2）PC片材預成型冲裁模具调试：通过反复冲裁实验，调整加热时间、加热温度、保压时间、阴阳模间隙等工艺参数，优化生产工艺，取得各参数的最佳配合，提高良品率，为同类产品的设计和生产提供了有益参考。

三、总结

本实验采用的数据，成型的膜片无卷角、拉裂、破损等成型质量问题，提高了片材成型良品率，有助于企业提高产能，降低成本;实验结果保证PC片材与边料分离，而保护膜在某一位置连续，这能够有效解决PC片材三维曲面冲裁后贴敷薄膜难以剥离的难题，有助于推动汽车内饰件注塑生产自动化的实现，为后续实现保护膜与片材的机械手自动撕除，解放人工，提高生产效率，奠定了良好的基础。

参考文献

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[4] 胡铭. 浅谈嵌件注塑技术及其自动化生产在汽车内饰零件中的发展趋势[J]. 时代汽车， 2019，（15）： 123-124，148.

项目支持：2018年浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划资助项目，项目编号2018R427004;2019 年国家级大学生创新创业训练计划项目，项目编号201913001030。