雙料注塑微發泡工藝

叢藝家，李功賦，馮擎峰

(吉利汽車研究院，浙江杭州311228)

0 引言

汽車內飾零部件尤其是儀表板的制造工藝目前有多種，常用的有硬質注塑工藝，軟質的搪塑工藝、陰模吸附、陽模吸附。其中硬質成型工藝根據車型的配置及整車的成本控制，多用于低端及低配車型，但整體外觀檔次較低;軟質成型工藝多用于高檔及高配車型，但制造成本很高。作者所闡述的雙料注塑微發泡工藝正是結合了上述硬質及軟質成型工藝的優點并有效地克服了兩種工藝的缺點，在滿足更高外觀品質的同時，極大地節約了成本，同時提升了零部件自身的性能，對汽車內飾零部件帶來了很大的提升，同時也提高了整車的品質，給消費者帶來了不一樣的感官視覺。該工藝是應用于汽車行業的創新性解決方案。

1 產品結構和特性

雙料注塑微發泡工藝主要應用于汽車內飾熱塑性產品，如儀表板、門內飾板等，該工藝的使用可以使得內飾零部件具有更大的設計自由度，產品外觀特征可以更加細膩且個性化 (如圖1所示［1］)，同時產品性能可進一步提升。下面主要以儀表板產品 (如圖2所示［1］)的結構及特性進行闡述。

1.1 產品結構

使用雙料注塑發泡工藝成型的產品結構包括表皮、發泡層、骨架三部分，如圖3所示［2］。

產品結構微觀結構如圖4所示［1］。

采用雙料注塑發泡工藝的產品更易于成型，與常用的軟質成型的產品相比較，如圖5所示［1］。

常用軟質成型搪塑、陰模吸附、陽模吸附工藝，需要完成表皮模具的開發，發泡模具的開發以及骨架模具的開發所需成本很大。產品材料的表皮一般使用PVC或PUR，發泡層使用的材料是PUR，骨架材料使用的是改性PP(PP+EPDM-TD20)。產品最終成型需通過三步，首先需利用模具生產出表皮及骨架，接著將已完成的表皮和骨架放置到發泡模具中以完成產品最終的成型制作。

采用雙料注塑發泡工藝成型的產品其表皮材料是TPE-E，骨架材料使用PBT或PC+ABS。其發泡過程僅僅是由與上述兩種材料化學性能能夠完美結合的一種起到固化作用的塑料粒子ASA來完成，兩種材料通過一副模具即可完成注塑發泡及表皮成型，大大降低模具開發的成本。

1.2 產品性能提升說明

采用雙料注塑發泡工藝成型的產品其自身的性能將得到提升，具體如下:

(1)該工藝能夠改良產品的耐低溫沖擊性能，使產品在低溫下進行沖擊后不會產生碎片從而對人身不造成傷害。

(2)該工藝采用的材料具有很高的流動性 (熱塑成型產品材料要求)，這樣使產品成型時所需的生產節拍更短，同時使產品設計更自由，產品結構可以較為復雜，以滿足外觀及裝配要求。

(3)與常用的骨架材料 (PP)相比，產品能夠滿足更長的耐溫性能，避免了在高溫條件下產品出現外觀缺陷及變形導致產品尺寸超差的問題，同時更能有效地保證兩種材料的黏合性能。

(4)采用雙料注塑發泡工藝成型的產品在注塑完成零件冷卻后，形狀尺寸仍能夠得到保持，熱塑性零部件的翹曲問題可以在很大程度上得到解決，以保證產品的安裝要求。

(5)發泡工藝采用的塑料粒子ASA能夠在發泡過程中起成核劑的作用，可以有效地、均勻地幫助發泡，從而使產品成型后能夠保證外觀滿足要求，尺寸精度得到保證，進而使產品的一致性同時得到保證，以避免熱塑性產品因變形、翹曲等問題而產生產品批次不同、尺寸不同的情況發生。

(6)采用雙料注塑發泡工藝成型的產品其自身質量與常用軟質成型工藝的產品相比減輕了20%，解決了內飾零部件因造型要求而無法進行減重的尷尬境況，也能滿足整車輕量化要求。同時，也改善了零部件的斷裂延伸性，如圖6所示［1］。

(7)采用雙料注塑發泡工藝成型的產品其厚度分布均勻，有利于保證產品的外觀效果，能夠滿足設計師的設計意圖及造型風格，如圖7所示［1］。

2 生產工藝

如前所述，常用軟質成型工藝如圖8所示［1］，整個產品的最終成型是通過三步完成。

雙料注塑發泡工藝成型過程如下:

模具首先完成骨架的注塑，然后模具旋轉180°后合模進行第二次注塑，第二次注塑完成的是表皮及其中間塑料粒子與骨架結合的過程，此過程完成后產品即為最終成型產品，如圖9所示［1］。

3 工藝優點

雙料注塑發泡工藝的使用使產品具備多項優點。

3.1 成本投入降低

(1)模具投入成本降低，如圖10所示［1］;

(2)設備單一，不需要單獨的表面搪塑設備，不需要單獨的發泡設備，占用生產空間小，所需工人更少，沒有后續加工工序，從而使生產所需的資金更少。

3.2 材料投入降低

材料單一，為可回收性材料，減少了材料浪費，消耗更少的能源，降低了揮發性有機化合物的排放，同時成型的產品更容易滿足內飾氣味性要求，滿足揮發性 (VOC)要求［1］。

3.3 產品物理性能提高

具有優良的耐氣候性，可調節硬度和接觸感覺，同時具有良好的黏結性能、碰撞特性、耐溫度性能，能自動適應溫度變化，壓縮形變得到優化［1］。

3.4 生產工藝的便捷性

可適用的范圍較廣泛，對所有內飾件均可用同樣的基本工藝過程 (僅為注塑成型)，成型過程控制清晰且精密，簡化了生產供應鏈，減少了半成品件的庫存，使得原材料控制簡單化［1］。

4 總結

對于汽車內飾零部件熱塑成型的產品，采用雙料注塑發泡工藝進行制造，無論在成本投入、材料控制、產品性能、工藝復雜程度幾方面都有不可比擬的優越性。這是一種新型的生產工藝，對汽車內飾零部件以及整個汽車品質的提升都具有相當的指導意義，其發展前途巨大。

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