汽車內飾件PC片材預成型工藝優化研究

毛宇劍 孫海波 蔣嫻靜 趙曉云 黃繼亭

摘 要：模內鑲件技術（IMD）主要包括膜片預成型和塑件注塑成型兩個階段。在IMD工藝過程中，熱壓預成型片材的質量好壞又直接影響著后續工藝的運行以及最終產品的質量。目前汽車內飾件所用PC片材與保護膜分離均采用工人手工撕除的方法，嚴重影響了生產效率，同時，由于片材沖裁過程中極易翹曲，開裂，制約了良品率。本研究針對PC片材預成型工藝，通過反復熱壓實驗，調整工藝參數，優化了生產工藝，在一定程度上提高了PC片材預成型件的良品率，提高了經濟效益，并為同類產品的設計和生產提供了有益參考。

關鍵詞：IMD;PC片材;熱成型;優化

一、前言

模內裝飾（IMD）技術是一種在注塑模具內放置印刷有修飾紋理或圖案薄膜來裝飾塑料件外觀表面的新技術，可應用于如空調出風口面板、儀表盤面板、中控面板等汽車內飾塑料件。IMD技術自從其誕生以后就受到了廣泛的關注，并經歷了長時間的發展和應用，也取得了一定的成果。從總體上來看，國內外學者對IMD技術的研究主要集中在裝飾薄膜的研究、專用模具的開發和研究及注射工藝的研究。

在IMD工藝過程中，除了需要高性能的注塑設備和模具外，片材的壓力成型機即預成型設備以及壓力成型模具同樣非常關鍵。因為只有高性能的壓力成型機和模具，才能制出高質量的預成型件，進而才能保證后序產品的尺寸精度和生產的合格率，即預成型片材的質量好壞直接影響著后續工藝的運行以及最終產品的質量。目前，我國的熱成型機械大多數呈現耗能大、效率低、智能控制程度比較低的特點，對于國內的聚合物熱成型機械企業而言，它們的產品主要來源于對國外同行業產品的仿制，也較少有自主知識產權的產品。就其成型速度而言，國內目前為20cycles/min到35cycles/min，相比國外而言，如德國 45cycles/min，日本淺野的35-40cycles/min，仍有較大差距，而這些差距除了來自于機械傳動設計方面外，加熱系統控制也是影響制品質量和成型速度的主要部分。

我們針對某汽車中控面板內飾件所用PC片材的生產要求，將加熱后的膜片加壓、沖裁成型;并且結合PC片材預成型沖裁后需要撕除保護膜的需要，我們將通過優化調整工藝參數，完成PC片材三維成型，提高PC片材成品率。本項目的實施，為促進汽車內飾件生產的全自動流水線作業提供了幫助，并為同類產品的設計和生產提供有益參考并帶來可觀的經濟效益。

二、實驗部分

2.1 實驗設備及片材

設備：熱成型機。

PC片材試樣：PC片材是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色熱塑性工程塑料，0.25毫米厚，表面印刷圖案，如圖所示。

2.2 技術路線

2.3 實驗手段及成果

（1）針對某汽車中控面板內飾件制程工藝需要采用IMD制程被覆三維復雜曲面膜的生產要求，優化其IMD制程工藝需要的PC片材預成型沖裁模具，使軟化PC片材能準確地貼合型芯成型，有效地解決了膜片三維成型困難問題;我們通過搜集資料、訪問企業，調研了第一手的資料，目前，浙江汽車內飾件注塑生產還沒有實現自動化，該模具將在后期與注塑環節結合，實現PC片材加熱、預成型沖裁、撕除保護膜、除塵除靜電、注塑等工藝的自動化流水線作業。

（2）PC片材預成型沖裁模具調試：通過反復沖裁實驗，調整加熱時間、加熱溫度、保壓時間、陰陽模間隙等工藝參數，優化生產工藝，取得各參數的最佳配合，提高良品率，為同類產品的設計和生產提供了有益參考。

三、總結

本實驗采用的數據，成型的膜片無卷角、拉裂、破損等成型質量問題，提高了片材成型良品率，有助于企業提高產能，降低成本;實驗結果保證PC片材與邊料分離，而保護膜在某一位置連續，這能夠有效解決PC片材三維曲面沖裁后貼敷薄膜難以剝離的難題，有助于推動汽車內飾件注塑生產自動化的實現，為后續實現保護膜與片材的機械手自動撕除，解放人工，提高生產效率，奠定了良好的基礎。

參考文獻

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項目支持：2018年浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃資助項目，項目編號2018R427004;2019 年國家級大學生創新創業訓練計劃項目，項目編號201913001030。