汽車智能內(nèi)飾表面透光皮革圖標(biāo)定位研究

摘 要：透光皮革作為一種獨(dú)特且富有創(chuàng)新性的材料，已廣泛應(yīng)用到汽車智能內(nèi)飾表面中。針對透光皮革制作過程中圖案存在收縮現(xiàn)象及透光皮革印刷圖案位置與理論偏差較大的問題，對透光皮革開展試制收縮率實驗和圖標(biāo)位置精度測量實驗，分析汽車智能內(nèi)飾表面透光皮革圖標(biāo)的定位偏差原因，得出透光皮革在拉伸狀態(tài)下印刷可保證圖案的完整性及透光顯示內(nèi)容為信標(biāo)時需要較高的位置要求，并提出定位精度提升方案。

關(guān)鍵詞：透光皮革 收縮率 圖標(biāo)定位

1 緒論

隨著人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，汽車內(nèi)飾設(shè)計材料更加多樣化、面板圖案更加美觀和功能更加集成，汽車內(nèi)飾設(shè)計的整體性能成為汽車制造行業(yè)重要的環(huán)節(jié)，透光材料也越來越多應(yīng)用到汽車智能內(nèi)飾表面中，皮革是透光表皮常見材質(zhì)之一[1]。透光皮革是一種獨(dú)特的皮革材料，它結(jié)合了皮革的質(zhì)感與透光性能，為汽車制造領(lǐng)域帶來了全新的創(chuàng)意空間。這種皮革通過特殊工藝處理，使得光線能夠穿透其表面，同時保留了皮革原有的柔軟、舒適和耐用特性。透光皮革在燈光或自然光的照射下，能夠呈現(xiàn)出迷人的光影效果，為汽車內(nèi)飾增添了一抹獨(dú)特的魅力[2]。透光皮革的作用機(jī)理主要是指在光源的作用下將內(nèi)層設(shè)計的圖標(biāo)清晰呈現(xiàn)在汽車智能內(nèi)飾表面，然而由于透光皮革制作工藝問題和存在收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致透光皮革印刷圖案位置與理論相比偏差較大。本文通過對透光皮革開展試制收縮率實驗和圖標(biāo)位置精度測量實驗，從而分析汽車智能內(nèi)飾表面透光皮革圖標(biāo)的定位問題，提出定位精度提升方案。

2 透光皮革圖標(biāo)定位問題

在汽車智能內(nèi)飾設(shè)計發(fā)展中，透光皮革作為一種結(jié)合了傳統(tǒng)皮革質(zhì)感與現(xiàn)代科技的創(chuàng)新材料，逐漸受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。透光皮革不僅具備傳統(tǒng)皮革的觸感與美感，還能通過激光雕刻、光導(dǎo)和LED等技術(shù)實現(xiàn)炫彩圖案效果，實現(xiàn)汽車智能內(nèi)飾全新的設(shè)計。

透光皮革圖標(biāo)定位的基本原理是利用透光皮革的透光性和圖案層的可雕刻性，通過激光雕刻或印刷等技術(shù)在皮革上形成特定的圖標(biāo)。這些圖標(biāo)在光線照射下能夠清晰地顯示出來，從而實現(xiàn)定位和識別功能。然而，透光皮革在汽車智能內(nèi)飾實際應(yīng)用中，圖標(biāo)定位問題一直是制約其應(yīng)用和發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

2.1 圖案收縮問題

透光皮革圖案收縮的主要原因在于其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及處理過程中的多種因素。透光皮革通常由紋理層、表皮層、圖案層以及基布層組成，這些層疊結(jié)構(gòu)在加工過程中可能會因溫度、濕度和物理處理的影響而發(fā)生形變。透光皮革在潮濕環(huán)境下易產(chǎn)生變形，水分分子滲透到皮革內(nèi)部，使皮革纖維疏松、交錯和收縮，同樣溫度的變化也會引起皮革纖維的收縮和放松。激光雕刻、熱壓成型等物理處理過程，由于高溫和高壓的作用，會使透光皮革發(fā)生收縮。

2.2 圖標(biāo)定位精度問題

汽車內(nèi)飾對圖標(biāo)定位的精度要求極高，圖標(biāo)的位置、大小和形狀必須準(zhǔn)確無誤，以確保用戶能夠清晰地識別和操作，在實際應(yīng)用中透光皮革圖標(biāo)的精準(zhǔn)定位成為一個不容忽視的技術(shù)難題。透光皮革的加工過程通常包括激光雕刻、光導(dǎo)、LED等步驟，這些工藝對圖標(biāo)的定位精度有一定的要求。然而，由于工藝本身的限制，如激光雕刻的精度、LED的排列方式等，都可能影響圖標(biāo)的定位效果。同時，由于圖標(biāo)層透明區(qū)域的存在也使得圖標(biāo)的邊界變得模糊，增加了定位的難度。

3 透光皮革圖標(biāo)定位研究

透光皮革圖標(biāo)定位問題是一個涉及材料、加工、設(shè)計等多個方面的復(fù)雜問題。通過對透光皮革圖案收縮率和位置精度測量研究，從而提出透光皮革定位問題解決方案，為透光皮革的廣泛應(yīng)用提供有力支持。

3.1 透光皮革圖案收縮率研究

3.1.1 透光皮革試制工藝

首先利用注塑模具注塑成型塑料基材；然后對透光皮革件噴漆，透光皮革件的內(nèi)部設(shè)置有裝飾層；其次利用激光雕刻設(shè)備對透光皮革件進(jìn)行鐳雕，并雕刻出貫穿裝飾層的裝飾區(qū)域；最后將透光皮革件包覆在塑料基材上形成透光皮革飾件。

3.1.2 位置度測量

選取樣件所需尺寸要求為220.47mm，位置度測量實驗共完成15次測量，其測量結(jié)果如圖1所示。

從測量結(jié)果可知，透光皮革圖形出現(xiàn)收縮，收縮率為98.04%，比所需的尺寸短，導(dǎo)致無法正常包覆使用，且圖形出現(xiàn)一定的偏移。為了能得到原尺寸圖形，經(jīng)過多次試制驗證，得出改善措施：將透光皮革圖形預(yù)先放大1.02倍，再經(jīng)過雄林試制98%的收縮。

3.2 透光皮革圖標(biāo)位置精度測量研究

透光皮革圖標(biāo)定位的基本原理是利用透光皮革的透光性和圖案層的可雕刻性，通過激光雕刻或印刷等技術(shù)在皮革上形成特定的圖標(biāo)。這些圖標(biāo)在光線照射下能夠清晰地顯示出來，從而實現(xiàn)定位和識別功能。本文采用Process Capability Sixpack分析圖標(biāo)在X和Y方向的過程能力[3]，從而研究圖標(biāo)在透光皮革的定位精度問題。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

通過對透光皮革進(jìn)行多輪試制，選取樣本數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2.2 計算過程參數(shù)

計算樣本的均值（）和標(biāo)準(zhǔn)差（σ）。通過計算可得X方向的均值為138.826，整體標(biāo)準(zhǔn)差為1.23035；Y方向的均值為34.391，整體標(biāo)準(zhǔn)差為0.988071。

3.2.3 確定規(guī)格限

明確過程的規(guī)格上限（USL）和規(guī)格下限（LSL），從而計算過程能力。X方向選取四組規(guī)格限（144，134）、（143，135）、（142，136）、（141，137），Y方向選取四組規(guī)格限（38，32）、（37，33）。

3.2.4 計算過程能力指數(shù)（Cp）和過程性能指數(shù)（Cpk）

具體公式如下：

3.2.5 評估過程能力

根據(jù)Cp和Cpk的值評估過程能力，圖2為X方向的過程能力分析圖。

根據(jù)圖1可知：當(dāng)X方向的值為139±2時，則Cp=0.66，Cpk=0.6；當(dāng)X方向的值為139±3時，則Cp=0.99，Cpk=0.94；當(dāng)X方向的值為139±4時，則Cp=1.32，Cpk=1.27；當(dāng)X方向的值為139±5時，則Cp=1.65，Cpk=1.6。考慮透光皮革制作工藝及透光位置精度的要求，得出：透光皮革圖案位置公差滿足±4即可，而信標(biāo)公差可至少需要滿足±3。

根據(jù)Cp和Cpk的值評估過程能力，圖3為Y方向的過程能力分析圖。

根據(jù)圖2可知：當(dāng)Y方向的值為35±2時，則Cp=0.97，Cpk=0.68；當(dāng)Y方向的值為35±3時，則Cp=1.46，Cpk=1.16。考慮透光皮革制作工藝及透光位置精度的要求，得出：透光皮革圖案位置公差滿足±3即可，而信標(biāo)公差可至少需要滿足±3。

4 結(jié)語

透光皮革作為一種新材料，在光線照射下展現(xiàn)出獨(dú)特的視覺效果，還能通過集成圖案和信標(biāo)提升汽車內(nèi)飾的功能性和用戶交互體驗。本文通過對透光皮革收縮率問題研究，透光皮革在試制過程中存在收縮現(xiàn)象，收縮率為98.04%，因此在圖案印刷時需要對其預(yù)變形，并在透光皮革拉伸1.02倍狀態(tài)下印刷，從而保證圖案的完整性。透光皮革包覆時，對于定位有嚴(yán)格的要求，保證圖案不會偏移。當(dāng)透光顯示內(nèi)容為圖案時，圖形的位置度要求不是太高，可接受部分偏移。當(dāng)透光顯示內(nèi)容為信標(biāo)時，需要較高的位置要求，圖形偏移量為±2，對于制造工藝要求很高，因此考慮采用透光皮革和信標(biāo)一體化制造的方法解決信標(biāo)偏移問題。

基金項目：寧波市企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體項目（2022H005），寧波市重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2023Z031），余姚市重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2023JH03010002），寧波市重點(diǎn)研發(fā)計劃項目（2023Z022）。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳立亮，李衛(wèi)國，彭小娟，等.透光皮革在汽車裝飾件上的設(shè)計與研究[C].中國汽車工程學(xué)會年會論文集，2021：2550-2553.

[2]殷佩，賈炳乾.透光表皮在汽車裝飾件上的應(yīng)用研究[J].汽車文摘，2021（09）：58-62.

[3]孫小素.過程能力指數(shù)研究綜述[J].山東工商學(xué)院學(xué)報，2010，24（05）：32-37.

[4]張亮，高思遠(yuǎn)，楊小勇，等.透光織物在汽車智能內(nèi)飾表面裝飾中的應(yīng)用研究[J].汽車零部件，2022（09）：24-29.