با بهبود مستمر نیازهای مصرف کنندگان برای راحتی و زیبایی خودرو، فضای داخلی نرم به تدریج به یک روند اصلی در صنعت خودرو تبدیل شده است. آنها به طور گسترده در وسایل نقلیه بالا-و{2}}وسط تا{3}}بالا-استفاده میشوند، که عمدتاً در پانلهای ابزار، پانلهای در، دستههای مرکزی و سایر قسمتهای تماس کلیدی استفاده میشوند. فرآیند قالب گیری پوسته های داخلی نرم به طور مستقیم کیفیت، احساس دست و دوام قطعات داخلی را تعیین می کند. این مقاله بر روی سه فرآیند اصلی قالبگیری برای پوستههای نرم داخلی خودرو تمرکز میکند: قالبگیری پلاستیک تقویتشده با فایبرگلاس (FRP)، شکلدهی خلاء و کف کردن پوست.
Ⅰ قالب گیری پلاستیک تقویت شده با فایبر گلاس (FRP).
1. معرفی فرآیند
قالبگیری پلاستیک تقویتشده با فایبرگلاس (FRP)، که به عنوان قالبگیری کامپوزیت تقویتشده با الیاف شیشه نیز شناخته میشود، فرآیندی است که با ترکیب فیبر شیشهای به عنوان ماده تقویتکننده با رزین بهعنوان ماده زمینه، پوستههای داخلی نرم را تشکیل میدهد. این فرآیند از چقرمگی خوب الیاف شیشه و قالبگیری عالی رزین برای ایجاد پوستههای داخلی با احساس نرمی دست و استحکام ساختاری خاص استفاده میکند. بر خلاف محصولات سنتی سخت FRP، FRP مورد استفاده برای پوست های داخلی نرم به طور ویژه در نسبت رزین و الیاف شیشه تنظیم می شود و گاهی اوقات افزودنی های انعطاف پذیر برای اطمینان از نرمی سطح محصول اضافه می شود.
2. انواع مواد
مواد برای پوسته های داخلی نرم FRP عمدتا شامل دو جزء اصلی است: مواد تقویت کننده و مواد ماتریس. مواد تقویت کننده عمدتاً فیبر شیشه است، معمولاً به شکل الیاف شیشه کوتاه یا نمد الیاف شیشه، که می تواند استحکام کششی و مقاومت در برابر سایش پوست را افزایش دهد. مواد ماتریس عمدتاً رزین گرما سخت است، مانند رزین پلی استر غیر اشباع، رزین اپوکسی و رزین پلی اورتان. در این میان رزین پلی یورتان به دلیل انعطاف پذیری و چسبندگی خوب بیشترین کاربرد را دارد. علاوه بر این، به منظور بهبود عملکرد محصول، افزودنی هایی مانند نرم کننده ها، آنتی اکسیدان ها، جاذب های UV و رنگ ها به ماتریکس رزین اضافه می شود.
3. ویژگی های فرآیند
مزایای فرآیند قالبگیری FRP آشکار است: اولاً، قالبگیری عالی دارد که میتواند با اشکال پیچیده قطعات داخلی خودرو، مانند سطح منحنی پانل ابزار و شکل نامنظم پانل در، سازگار شود. دوم، این محصول عملکرد جامع خوبی دارد، ترکیبی از احساس نرمی دست با قدرت خاص، ترک خوردن یا تغییر شکل دادن آسان نیست. سوم، رنگ و بافت سطح را می توان به طور انعطاف پذیر تنظیم کرد. رنگ را می توان از قبل به ماتریس رزین اضافه کرد و بافت سطح را می توان با بافت قالب یا پردازش پستی تشکیل داد. با این حال، این فرآیند دارای کاستی هایی نیز می باشد: چرخه تولید نسبتاً طولانی است که برای تولید انبوه-در مقیاس بزرگ مناسب نیست. فرآیند پخت رزین مقدار کمی از مواد فرار تولید می کند و درمان حفاظت از محیط زیست مورد نیاز است. هزینه کمی بالاتر از فرآیندهای پلاستیکی سنتی است.
4. جریان فرآیند
فرآیند قالب گیری پوست نرم داخلی FRP عمدتاً شامل مراحل کلیدی زیر است:
آماده سازی قالب: قالب را با بافت (معمولا از آلومینیوم یا فولاد ساخته شده) تمیز کنید، یک ماده رها کننده را به طور یکنواخت روی سطح داخلی بمالید تا مطمئن شوید که محصول می تواند پس از قالب گیری به آرامی قالب گیری شود.
آماده سازی مواد: ماتریس رزین، فیبر شیشه، نرم کننده و سایر مواد افزودنی را به نسبت معینی با هم مخلوط کنید. فرآیند اختلاط باید یکنواخت باشد تا از تجمع مواد جلوگیری شود.
چیدمان-و قالب گیری: مواد مخلوط شده را داخل قالب بریزید یا برس بزنید و از ابزارهایی مانند سوهان استفاده کنید تا مواد به طور یکنواخت سطح داخلی قالب را بپوشاند و از یکنواختی ضخامت هر قسمت اطمینان حاصل کنید. برای محصولاتی که نیاز به استحکام بالاتری دارند، می توان چندین لایه نمد الیاف شیشه را گذاشت.
درمان: قالب را با مواد داخل فر قرار داده و در دمای معین (معمولاً 80-60 درجه) برای مدت زمان معین (30-60 دقیقه) بپزید. دما و زمان پخت باید با توجه به نوع رزین تنظیم شود تا از پخت کامل محصول اطمینان حاصل شود.
تخریب و تکمیل: پس از خشک شدن کامل محصول، آن را از قالب خارج کرده و با استفاده از ابزارهای پیرایشی، خراش، فلاش و سایر عیوب سطح محصول را برطرف کنید. در نهایت، بازرسی سطح را انجام دهید تا مطمئن شوید که بافت و رنگ مطابق با الزامات هستند.
5. برنامه های اصلی
پوستههای داخلی نرم FRP عمدتاً در وسایل نقلیه متوسط تا-بالا- که هم راحتی و هم عملکرد ساختاری را دنبال میکنند استفاده میشود. بخشهای کاربردی رایج عبارتند از: روکش بالایی پانل ابزار، قسمت تکیهگاه پانل درب، پانل کناری کنسول وسط و تکیهگاه صندلی عقب. به عنوان مثال، برخی از مدلهای SUV لوکس از پوستههای نرم FRP در قسمت دکوراسیون پانل درب استفاده میکنند که نه تنها لمس نرمی دارد، بلکه میتواند استفاده طولانی مدت بدون سایش را نیز تحمل کند. علاوه بر این، پوسته های نرم FRP نیز به طور گسترده در داخل خودروهای سفارشی استفاده می شود، زیرا به دلیل قالب گیری قوی، می توانند نیازهای شکل شخصی مشتریان را برآورده کنند.
Ⅱ شکل دهی خلاء
1. معرفی فرآیند
شکل دهی خلاء یک فرآیند گرمافرمینگ رایج برای پوسته های نرم داخلی خودرو است. از اصل فشار منفی خلاء استفاده می کند تا ورق ترموپلاستیک گرم شده و نرم شده را کاملاً با سطح قالب مطابقت دهد و پس از سرد شدن و شکل دادن به شکل مورد نیاز شکل بگیرد. این فرآیند ساده و کارآمد است و می تواند پوسته های داخلی با ضخامت یکنواخت و بافت سطحی شفاف تولید کند. با توجه به نوع قالب، شکلدهی خلاء را میتوان به شکلگیری خلاء قالب مثبت و وکیومسازی قالب منفی تقسیم کرد. در میان آنها، شکل دهی خلاء قالب منفی بیشتر در فضای داخلی خودرو استفاده می شود زیرا می تواند بافت ظریف قالب را بهتر تکرار کند.
2. انواع مواد
مواد مناسب برای شکل دهی خلاء پوسته های نرم داخلی خودرو عمدتاً مواد ترموپلاستیک با ترموپلاستیسیته و انعطاف پذیری خوب هستند، از جمله: پلی وینیل کلراید (PVC)، الفین ترموپلاستیک (TPO)، آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (ABSTmoplastic) و پلیوینتر. پی وی سی به دلیل هزینه کم، انعطاف پذیری خوب و رنگ آمیزی آسان، متداول ترین ماده مورد استفاده است. TPO مزایای حفاظت از محیط زیست، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر پیری را دارد و به تدریج در مدلهای پیشرفته جایگزین PVC میشود. TPU مقاومت در برابر سایش و خاصیت ارتجاعی بسیار خوبی دارد و اغلب در قسمت های داخلی که نیاز به مقاومت در برابر سایش بالایی دارند، مانند دسته های بازو و روکش فرمان استفاده می شود.
3. ویژگی های فرآیند
فرآیند شکلدهی خلاء دارای ویژگیهای زیر است: اول، راندمان تولید بالا، چرخه یک محصول منفرد معمولاً تنها 1-3 دقیقه است که برای تولید انبوه-در مقیاس بزرگ داخلی خودرو مناسب است. دوم، هزینه سرمایهگذاری تجهیزات کم، در مقایسه با فرآیند 搪塑 (قالبسازی لجن)، سرمایهگذاری در تجهیزات شکلدهی خلاء کمتر است، که برای اتخاذ شرکتهای کوچک و متوسط مناسب است. سوم، کیفیت سطح خوب است، محصول می تواند با دقت بافت قالب را تکرار کند، و سطح صاف و بدون نقص آشکار است. چهارم، میزان استفاده از مواد بالا است، مواد باقیمانده پس از شکلگیری را میتوان بازیافت و دوباره استفاده کرد. با این حال، این فرآیند محدودیت هایی نیز دارد: برای تولید محصولات با حفره های خیلی عمیق یا زیر برش های پیچیده مناسب نیست. استحکام محصول نسبتاً کم است و معمولاً برای استفاده باید با مواد اسکلت ترکیب شود.
4. جریان فرآیند
فرآیند تشکیل خلاء در پوسته های نرم داخلی خودرو نسبتاً بالغ است و مراحل خاص به شرح زیر است:
نصب قالب: قالب بافت دار (معمولا قالب آلومینیومی) را روی میز کار دستگاه وکیوم فرمینگ نصب کنید و خط لوله وکیوم را به قالب وصل کنید.
ورق تعمیر و گرمایش: ورق ترموپلاستیک را به اندازه مناسب برش دهید و روی قاب گیره دستگاه ثابت کنید و صفحه گرمایش را به سمت بالای ورق حرکت دهید. ورق را تا دمای نرم شدن حرارت دهید (مواد مختلف دماهای متفاوتی دارند، مانند PVC 120-150 درجه، TPO 150-180 درجه) تا زمانی که ورق نرم شود و شکل پذیری خوبی داشته باشد.
جذب خلاء: ورق نرم شده را به سمت پایین حرکت دهید تا قالب را بپوشاند و بلافاصله پمپ وکیوم را روشن کنید تا هوای بین ورق و قالب خارج شود. تحت تاثیر فشار اتمسفر، ورق به شدت به سطح داخلی قالب متصل می شود و بافت و شکل قالب تکرار می شود.
خنک کننده و شکل دهی: برای خنک کردن ورق از خنک کننده هوا یا خنک کننده آب استفاده کنید. هنگامی که دمای ورق به دمای اتاق کاهش می یابد، شکل محصول ثابت می شود.
قالب گیری و پیرایش: پمپ وکیوم را متوقف کنید، محصول را از قالب خارج کنید و با دستگاه برش قسمت اضافی محصول را برش دهید تا پوسته داخلی نهایی به دست آید.
5. برنامه های اصلی
شکل دهی خلاء یکی از پرکاربردترین فرآیندها در پوسته های نرم داخلی خودرو است و قسمت های کاربردی آن بیشتر قسمت های نرم داخلی خودروها را پوشش می دهد، از جمله: پوسته بالایی پانل درب، پوشش پایینی پانل ابزار، پانل تزئینی کنسول مرکزی، پانل سمت صندوق عقب و پنل پشتی صندلی. برای مثال، اکثر مدلهای مقرونبهصرفه و جمعوجور از پوستههای پی وی سی خلاء{1} برای پانلهای درب استفاده میکنند که نه تنها الزامات لمس نرم را برآورده میکنند، بلکه هزینه تولید را نیز کنترل میکنند. علاوه بر این، پوستههای شکلدهنده خلاء نیز اغلب در داخل خودروهای تجاری استفاده میشوند، زیرا راندمان تولید بالایی دارند و میتوانند تقاضای زیادی برای فضای داخلی خودروهای تجاری را برآورده کنند.
Ⅲ کف کردن پوست
1. معرفی فرآیند
کف کردن پوست یک فرآیند ویژه برای تولید پوسته های نرم داخلی خودرو است. یک لایه سطحی متراکم (لایه پوست) و یک لایه داخلی متخلخل (لایه کف کننده) روی سطح بستر از طریق کف کردن شیمیایی یا کف کردن فیزیکی ایجاد می کند. لایه پوست متراکم یک سطح صاف و احساس نرمی به دست می دهد، در حالی که لایه فوم متخلخل خاصیت ارتجاعی و عملکرد بافر خوبی دارد. این فرآیند می تواند پوست و لایه بافر را در یک واحد ادغام کند و تعداد مراحل مونتاژ را کاهش دهد. با توجه به روش فوم کردن، می توان آن را به فوم پلی اورتان (PU)، فوم پلی پروپیلن (PP) و غیره تقسیم کرد که در این میان فوم پوست PU بیشترین کاربرد را در داخل خودرو دارد.
2. انواع مواد
مواد اصلی فرآیند کف کردن پوست شامل مواد بستر و مواد کف کننده است. مواد بستر معمولاً یک صفحه پلاستیکی سخت (مانند PP، ABS) یا یک پارچه است که نقش پشتیبانی را ایفا می کند. مواد کف کننده عمدتاً مواد کامپوزیت پلی یورتان (PU) است که از دو جزء تشکیل شده است: جزء 1 ماده کامپوزیت پلی ال است که با کاتالیزورها، آنتی اکسیدان ها، سورفکتانت ها و جاذب های UV مخلوط شده است. جزء 2 ایزوسیانات است. علاوه بر این، برای الزامات عملکردی مختلف، مواد دیگری را می توان اضافه کرد، مانند افزودن الیاف شیشه به بستر برای بهبود استحکام، یا افزودن رنگ به مواد کف کننده برای تنظیم رنگ لایه پوست.
3. ویژگی های فرآیند
فرآیند کف کردن پوست دارای مزایای فنی منحصر به فردی است: اول، محصول دارای راحتی عالی است، لایه پوست متراکم دارای لمس نرم است و لایه کف دارای خاصیت ارتجاعی خوبی است که می تواند به طور موثر راحتی سواری را بهبود بخشد. دوم اینکه یکپارچگی خوبی دارد و لایه پوست و لایه کف کننده در یک زمان تشکیل می شوند که از مشکل لایه برداری بین پوست و لایه بافر در فرآیند سنتی جلوگیری می کند. سوم، سازگاری محیطی خوب، مواد PU پس از کف کردن، مقاومت خوبی در دمای بالا و پایین دارد و در شرایط سخت محیطی به راحتی پیر نمی شود یا سخت می شود. چهارم، طراحی انعطاف پذیر، ضخامت لایه پوست و لایه فوم را می توان با کنترل پارامترهای فوم تنظیم کرد. نقطه ضعف این است که فرآیند کف کردن به دما و رطوبت حساس است و محیط تولید باید به شدت کنترل شود. چرخه تولید طولانی تر از شکل گیری خلاء است.
4. جریان فرآیند
با در نظر گرفتن رایج ترین فرآیند کف کردن پوست PU به عنوان مثال، جریان تولید آن به شرح زیر است:
پیش تصفیه بستر: سطح زیرلایه (مانند صفحه PP) را برای حذف روغن و گرد و غبار تمیز کنید و در صورت لزوم از پرایمر استفاده کنید تا چسبندگی بین بستر و لایه کف ساز بهبود یابد.
آماده سازی قالب: قالب کف ساز را تمیز کنید، یک ماده آزاد کننده را روی سطح داخلی بمالید و قالب را تا دمای معینی (معمولاً 60-40 درجه) از قبل گرم کنید تا از اثر کف کردن اطمینان حاصل کنید.
آماده سازی مواد کف کننده: از یک دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری دقیق جزء 1 (مواد کامپوزیت پلی ال) و جزء 2 (ایزوسیانات) به نسبت معین استفاده کنید و آنها را به طور یکنواخت تحت فشار بالا مخلوط کنید.
ریختن و کف کردن: مواد فوم PU مخلوط شده را روی بستر بریزید و به سرعت بستر را داخل قالب قرار دهید و قالب را ببندید. ماده PU در قالب تحت یک واکنش شیمیایی قرار می گیرد و به تدریج کف می کند و خشک می شود و یک لایه پوست و یک لایه کف ایجاد می کند.
درمان و تخریب: قالب را بسته نگه دارید و برای مدت معینی (معمولاً 30-15 دقیقه) تا زمانی که مواد PU کاملاً پخته شوند، عمل آوری کنید. سپس قالب را باز کرده و محصول را خارج کنید.
ارسال{0}}در حال پردازش: فرزهای محصول را کوتاه کنید و بر روی بافت سطح، ضخامت و چسبندگی محصول بازرسی کیفیت انجام دهید.
5. برنامه های اصلی
فرآیند کف کردن پوست عمدتاً در قطعات داخلی خودرو که دارای الزامات بالایی برای راحتی و عملکرد بافر هستند استفاده می شود، مانند: بدنه اصلی پانل ابزار، بغل دستی پانل درب، پایه بازو کنسول مرکزی، پشتی صندلی و روکش فرمان. به عنوان مثال، اکثر سدانهای-میانگین تا{2}}-از فناوری فوم کردن پوست PU برای صفحه ابزار استفاده میکنند که نه تنها حس ظریفی از دست دارد، بلکه میتواند انرژی ضربه را در صورت برخورد جذب کند و ایمنی را بهبود بخشد. علاوه بر این، کف پوست نیز در داخل خودروهای انرژی جدید استفاده می شود، زیرا مواد PU عملکرد عایق صوتی خوبی دارد که می تواند صدای داخل خودرو را کاهش دهد و تجربه سواری را بهبود بخشد.
نتیجه گیری
قالبگیری FRP، شکلدهی خلاء و کف کردن پوست سه فرآیند اصلی برای پوستههای نرم داخلی خودرو هستند که هر کدام دارای ویژگیهای فنی منحصر به فرد و سناریوهای کاربردی هستند. قالبگیری FRP به دلیل عملکرد خوب و قالبگیری خوب برای مدلهای-و-مدل- متوسط تا-بالا{3}}و فضای داخلی سفارشیشده مناسب است. شکل دهی خلاء به دلیل کارایی بالا و هزینه کم در مدل های{4}تولید انبوه به طور گسترده استفاده می شود. کف کردن پوست به دلیل راحتی و یکپارچگی عالی مورد علاقه مدلهای- متوسط تا--بالا{7}} است. با توسعه مداوم فناوری داخلی خودرو، این فرآیندها بیشتر بهینه و ارتقا خواهند یافت تا نیازهای روزافزون مصرف کنندگان برای راحتی، حفاظت از محیط زیست و شخصی سازی را برآورده کنند.