汽车内饰顶棚的设计与生产工艺研究

作者简介：史佳楠（1993.04-），男，浙江诸暨人，大学本科，研究方向：汽车顶棚设计。

摘 要： 在汽车行业的发展过程中，汽车顶棚是汽车内部装饰的重要构成部分，有其自身的功能和装饰性特征，随着我国汽车工业的快速发展，要重点关注汽车内饰顶棚的设计和生产工艺，使汽车内部的噪音减小，起到良好的隔热、绝热、吸音的效果，较好地满足消费者的使用需求。

关键词： 汽车内饰顶棚;设计;生产工艺研究

【中图分类号】 U463.8      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）14-0219-01

引言

汽车内饰所指的主要是覆盖于汽车内部的装饰件，这些装饰件在具备美观性的同时，往往拥有一定的功能，或者属于某项功能结构的附属设备，具体包括了方向盘、空调系统、座椅、顶棚以及仪表盘等。在近些年的发展当中，人们对于汽车的美观度和功能性产生了全新的要求，因而汽车内饰便成为了汽车行业优化的主体方向，并且围绕这一方向进行了多方面的实践。但是许多汽车部门的汽车内饰优化大多数时候仅仅提高了美观度，并没有形成良好的功能特征，在应用的过程中很容易出现一定的问题，影响了人们对这些汽车的热衷度。面对这些问题，新时期的汽车内饰优化设计，应当尽可能多地考虑汽车内饰部件的功能特性以及与汽车结构的协调性，注重于维持汽车原有功能的基础上，通过汽车内饰件的设计优化形成更加完善的功能实践，为人们提供更多的便利。

1 汽车内饰顶棚的作用概述

1.1 保温隔热遮风挡雨。汽车顶棚是封闭汽车白车身的重要组成部分，太阳照射到车顶板金上，或者下雨下雪，顶棚可以隔绝一部分热能，可以使汽车内温度保持在可控的范围内，不随室外温度剧烈变化，显著的增加了驾乘的舒适性。

1.2 减少行车阻力。汽车顶棚的低弧度、流线形显著的减少了汽车运行时的空气阻力，为汽车高速行驶创造条件，提高行车安全性。

1.3 防止高空坠物危险。高空坠物是威胁驾乘人员的一个因素，虽出现概率不高，一旦出现高空坠物事故后果不堪设想。汽车顶棚的出现，因具有一定的强度和厚度，可以帮助缓解车顶板金收到高空坠物的伤害。

1.4 隔离车外噪音。噪声是影响驾乘体验的一大重要因素，车内噪声主要由五个因素造成的，即发动机自身振动噪声，发动机振动导致驾驶室内空气振动，车轮胎噪声、颠簸路面导致车架振动及行驶中空气摩擦产生的振动。汽车顶棚可以限制或者减轻汽车行驶中产生噪声传入车内，增加驾乘舒适性。

2 汽车内饰顶棚的结构分析

2.1 常见汽车内饰顶棚组成。（1）针织复合面料： 常用于B级及以上车型，常见克重为：（300～400）g/m2，该面料耐水性、耐油污性较好，易清理。拉伸性差。（2）针刺无纺布：常被简称“无纺布”，常用于B级及以下车型，常见克重为：（400～500）g/m2，该面料拉伸性能好，但耐油污性、耐水性差。 （3）PVC：常被称作“人造革”，常用于卡车、客车或小型面包车。该面料拉伸性能和耐油污性好，耐水性极好，易清洗。但是气味性大，故不常用于乘用车。

2.2 乘用车顶棚常用基材。（1）PU板+玻纤，重量轻，隔音性能好，耐热性好，故市场占有量大，被绝大多数乘用车所采用。（2）PP板（发泡）+玻纤，刚度强，耐水性好，耐冲击性极佳，但是由于克重一般在（1200～1300）g/m2 ，较重，故市场占有量不大，其中多数为SUV和商务车。（3）麻纤维板，刚度极佳，价格低，但由于气味大，克重大（一般大于1500 g/m2 ），耐水性差，故一般只有个别日系车常采用。

3 汽车内饰顶棚的性能分析及性能实验要求

汽车内饰顶棚的性能包括物理性能和机械性能，如：尺寸变化率、冷热交变性、蠕变性、剥离强度、燃烧性能、甲醛散发性、总雾度值等，具体来说主要表现为以下方面：

3.1 外观。汽车内饰顶棚要保持匀整、清洁。低温存放性能试验后表面外观与供货状态比，不允许出现凹凸、折痕、疵点、色斑、污渍等缺陷，切割的边角、孔洞等要保持光滑整洁，基材与饰材之间具有良好的黏结性，表面的颜色与花纹要与样品保持一致。

3.2 气味。汽车内部空间是人们滞留时间较长的使用空间，由此也引发人们对汽车内部空气质量的关注，如果汽车内部弥漫有低劣的空气味道，甚至是有毒的气体挥发现象，则会极大地威胁使用者的身心健康与安全。对此，要对汽车内饰顶棚中的苯、甲苯、甲醛等八种挥发性有机物的浓度进行检测，使之在规定的限值范围之内。低档车：要求检测评分≤4.0级;中档车：要求检测评分≤3.5级;高档车：要求检测评分≤3.0级;

3.3 阻燃性。汽车内饰顶棚具有隔热、绝热的功能，要依据国家标准GB8410的相关规定，使汽车内饰顶棚材料的燃烧速度不大于100mm/min。

3.4 强度性能。这主要是指汽车内饰顶棚的弯曲强度、压痕恢复率和耐磨损强度，与汽车内饰的外观、性能有直接而密切的联系。实验后外观不允许出现翘边、轮廓与曲面出现歪斜和接合面出现分离等情况，用放大镜（6-9）倍观察，与原始状态相比不可出现明显异样。

3.5 色牢度。这主要是指汽车内饰顶棚的摩擦色牢和光照色牢，要对顶棚面料层进行色牢试验和灰度等级评定，使之满足使用要求。耐摩擦色牢度，干态：变色≥4级，沾色≥4级;湿态：变色≥4级，沾色≥4级

3.6 顶棚老化。这主要是指汽车内饰顶棚的分层、鼓包、异味、变色等外观缺陷，要注重对顶棚的防静电处理，避免出现顶棚起毛、起球、吸灰的现象。

4 汽车内饰顶棚的设计与生产工艺优化

4.1 干法生产工艺

特点：冷模热压，一副模具

流程：上料→烘烤→压型→出模→水切割→装配→检验出货

4.2 湿法一步法生产工艺

流程：模具加热→上料→（基材原材料加面料）→压型→出模→水切割→装配→检验出货

4.3 湿法两步法生产工艺

特点：热模冷压，两副模具

流程：模具加热→上料→（基材原材料）→基材压型→基材喷胶→（基材和面料）→成型→水切割→装配→检验出货

5 结语

顶棚是汽车内饰面积较大的装饰件，隔热、隔音的重要性更不可忽视。未来汽车的发展不仅仅是简单地满足消费者安全舒适驾驶的需求，更重要的是环保。随着国家《汽车禁用物质要求》《汽车塑料件、橡胶件和热塑性弹性体件的材料标识和标记》《汽车部件可回收利用性标识》等相关法律法规的推出，产品的材料、生产过程的环保性、产品的可回收再利用性也变得尤其重要，要實现绿色化出行，更要实现绿色化设计、绿色化生产。

参考文献

[1] 沈琳燕.红外焊接技术在汽车内饰件制造加工中的研究与应用[J].制造技术与机床，2016（12）：129-132.

[2] 钟志锋.汽车内饰件开发流程及优化[J].化工管理，2017（2）：28.史佳楠.