汽車頂棚總成的生產工藝研究

趙東明

摘要：汽車頂棚是現代汽車內部裝飾不可或缺的構成部分，同時具備功能性能、裝飾性兩大特點。隨著人們在汽車方面的需求日漸多樣化，在汽車發展過程中，汽車頂棚工藝的重要性持續提升。因此，本文從不同角度入手客觀闡述了汽車頂棚及其總成的生產工藝，在優化生產工藝的基礎上全面提升汽車頂棚的功能性以及裝飾性。

關鍵詞：汽車頂棚;總成;生產工藝

0 ?引言

在信息化背景下，汽車工業的發展空間明顯提升，汽車設計以及制造標準要求也越來越高。內飾部件在現代汽車中占據重要位置，汽車頂棚是其中之一，裝飾汽車內部的同時集隔音、隔熱、吸音等作用于一體，有效設計以及制造汽車頂棚至關重要，要在對比、分析生產工藝基礎上加以優化、完善，最大化提高汽車頂棚總成效果以及整車NVH性能。

1 ?汽車頂棚概述

汽車頂棚就是加裝在車身頂蓋鈑金下面的一種內飾件。通常情況下，汽車的頂棚結構可以分為3層。最上面的是基材層，采用的材質大都有著較高的熱塑性，是整個頂棚結構的重要骨架，固型是其起到的關鍵性作用。根據車型等，巧用安裝方法、生產工藝，可以提高該層的耐用效果，滿足汽車頂棚結構要求。處于中間的PVC革面層，裝飾是其起到的主要作用，在生產過程中，根據汽車乘坐舒適性、固體性，選擇顏色適宜的材質，防止變形的同時更好地裝飾車內。最外層的是保護膜，結合生產工藝等，選擇高性能、較大粘性的相關材質，便于在使用過程中能夠長時間保護汽車頂棚結構。此外，汽車頂棚生產對應用其中的材料有著特別高的要求，體現在尺寸變形、剝離強度、氣味等方面[1]。應用到汽車頂棚安裝中的方法并不單一，和粘結處理法、吊掛法相比，模塑方法更具優勢，可以在實現一體式生產過程中有效提升汽車頂棚的安裝質量。

2 ?汽車頂棚總成的生產工藝分析

汽車頂棚總成的生產工藝主要包括兩大類，即干法工藝、濕法工藝[2]，根據汽車頂棚安裝中采用的方法，在對比、分析的基礎上優化利用生產工藝，在源頭上保證汽車頂棚質量。

2.1 干法工藝和濕法工藝

2.1.1 干法工藝

在應用干法工藝過程中，先對半硬質聚氨酯發泡復合板材進行加熱，控制好加熱時間，加熱到180-200度，讓這類材料在一定溫度作用下處于塑性狀態，再將其放到準備好的模具中，施加和護面材料一樣的壓力，即8到10MPa[3]，塑造成符合相關規定的汽車頂棚形狀。隨后，利用現代技術以及設備，制成預期的模型，再對其進行針對性冷卻處理，在水射流技術作用下，合理切割對應的材料，在邊界修整的基礎上規范化粘貼各類附件。干法工藝并不復雜，不需要生產或者加工某些材料，降低了在生產汽車頂棚過程中的工作量，安裝、切割、模壓等才是關鍵點，但在應用過程中投入的成本比較多，主要用到工作量不大的各類汽車頂棚生產中。

2.1.2 濕法工藝

就濕法工藝而言，主要是利用液體的成型膠，將應用到汽車頂棚生產中的多種材料粘在一起，比如，無紡布、玻璃纖維。在溫度大約為100度的加熱模具作用下，成型出濕法骨架，利用聚氨酯復合膠，在濕法骨架面層無紡布上面將相關的織物粘在一起。濕法工藝可以被細化成一步法、兩步法，和干法工藝正好相反，濕法工藝主要應用到工作量比較大、造型結構復雜化的汽車頂棚生產中，生產出的頂棚結構有著較好的剛性，投入其中的成本相對較少，但在應用過程中會對周圍環境造成不同程度的污染，也會危害人體健康。

2.2 對比分析兩種生產工藝

2.2.1 汽車頂棚的綜合性能

在汽車頂棚生產過程中，復合模壓工序是干法工藝、濕法工藝二者在實際應用中最明顯的區別，干法工藝是在加熱片材的基礎上對模具進行合理化冷卻，再將其壓制成型，而濕法工藝主要是在對模具合理化加熱基礎上冷卻片材的同時壓制成型。和干法工藝相比，濕法工藝作用下的汽車頂棚有著更高的加工性能、裝配性能以及NVH性能，經濟效益也相對較高。相應地，下面是濕法頂棚、干法頂棚各自主要性能情況。

2.2.2 汽車頂棚的耐高溫尺寸穩定性與成型穩定性

相對于干法工藝，在應用濕法工藝過程中，壓制成型的汽車頂棚尺寸受環境溫度影響不大，有著較高的耐高溫性，在高溫環境下，頂棚尺寸更具穩定性。比如，將干法頂棚、濕法頂棚同時放置在溫度為100度的環境中，放置時間為16小時，干法頂棚尺寸大小變化明顯大于濕法頂棚，干法頂棚尺寸的變化率最大為2.5%，而濕法頂棚尺寸最大的變化率為0.5%。這和應用到汽車頂棚生產中的材料有著特別大的關系，應用到濕法頂棚生產中的是熱固性材料，和應用到干法頂棚生產中的熱熔性材料相比，有著更高的耐高溫性。此外，干法工藝主要應用到制作結構簡單化、延展程度不大的汽車頂棚生產中，使用范圍相對較小，而濕法工藝可以應用到制作結構復雜化、延展程度較高的汽車頂棚生產中，在拉伸過程中有著較大的形變量。和干法工藝相比，濕法工藝有著更高的塑型效果、成型穩定性，也有著更廣的使用范圍。

2.2.3 汽車頂棚的環保性能與輕量化

和濕法工藝相比，干法工藝在應用過程中對汽車頂棚生產環境的污染程度相對較低。在對這兩類工藝作用下的汽車頂棚進行VOC測試，除開丙烯醛、苯，濕法頂棚中苯乙烯、二甲苯、甲苯等有害物質含量明顯高于干法頂棚，對人體健康有著更大的危害性，干法工藝的環保性能高于濕法工藝。相應地，下面是在VOC測試過程中，干法頂棚與濕法頂棚中某些有害物質含量情況。

在輕量化方面，濕法工藝比干法工藝更具優勢，這和應用的材料有著一定關系。就汽車頂棚的基材來說，以“PU玻纖板”為例，想要汽車頂棚結構的剛度性相同，干法工藝應用中所需的材料也比濕法工藝多，材料量多出范圍為300到500g/m2。與此同時，和干法頂棚相比，濕法頂棚相對較輕，重量減輕范圍為1.05到1.75kg左右[4]，能夠更好地滿足現代汽車在輕量化設計方面的具體要求。

3 ?結語

總而言之，汽車內飾效果、整體性能等和頂棚有著直接關系，頂棚的性能、功能又和總成生產工藝有機聯系。在汽車頂棚實際生產中，不管采用的是何種生產工藝，都必須科學匹配車型、材料等，要在分析生產環境條件基礎上巧用現代技術以及設備，優化工藝流程、生產方法等，保證汽車頂棚總成質量，為生產高性能、高舒適度的汽車提供重要的支撐力量，提高汽車使用的綜合效益，促使汽車行業有著更加廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]郭稱勇，肖康寶.汽車頂棚模塊化裝配工藝研究[J].北京汽車，2019（04）：44-46.

[2]孔敏，胡偉，莫健華，楊衛紅，劉暉暉.基于AUTOFORM的汽車頂棚沖壓回彈評估及補償研究[J].鍛壓技術，2019，44（08）：41-48.

[3]孫大鵬，黃千千.汽車頂棚概論與設計[J].汽車實用技術，2018（10）：88-90.

[4]關杰，王士川.汽車頂棚內飾設計及工藝[J].汽車零部件，2018（05）：47-49.