火焰处理

火焰处理，不仅仅使汽车更轻便

随着家庭乘用车的普及，原本高昂的汽车售价已经不能被人们接受，因此整车价格下降的呼声越来越高。汽车制造商，在同时面对原油价格和钢材价格不断上涨等因素的压力下，为了保证其利润的稳定增长，已经把如何降低制造成本的问题提上了自己的工作议案上。

如何才能降低生产成本？不外乎这三种方法：

第一，实现大规模、大批量生产。通过规模效应降低制造费用。

第二，节省汽车零部件，通过合理地优化结构，达到成本降低。

第三，就是使用新材料或新工艺，替换原来比较昂贵的材料，从根本上使材料成本下降，这就是我们今天要讨论的问题。

在当今汽车制造中，塑料材料的大量使用，使汽车轻量化工作取得了巨大的成功，其中的ABS材料和PP材料使用量是最大的。但是同样两种塑料，其成本是不同的。从目前市场价格看，这两者的单位成本相差至少在3000元以上，也就是说两者成本相差23％。这个成本因素是显而易见的。如何使原有的ABS材料被价格相对低廉的PP材料替代呢？这就要提到一个全新的技术——“火焰处理”了。

提到火焰处理技术，我们首先来介绍一下仪表板的构成。以Passat轿车的仪表板构成为例，基板是由锁模力高达3000吨的大型注塑机一次成型制造出来的；然后通过搪塑加工工艺，生产出外表皮，也就是我们伸手能触及的那个皮质仪表板；最后通过发泡工艺，使用苯醚类发泡材料使基板和表皮复合在一起。其中作为仪表板基板的注塑件使用的是ABS材料。而我们想替代的，就是这个材料。

此外，由于两种材料性质不同，在发泡复合的时候表现出来的效果也是不同的。ABS有较强的复合能力，而PP材料的复合能力相对较差，不能达到复合的标准，因此不能简单将注塑机里面的料换成PP材料。火焰处理技术在这种情况下就应运而生了。

谈到火焰处理技术我们先要说说两种材料的构成和性质：

ABS工程塑料即PC＋ABS（工程塑料合金），之所以命名为PC＋ABS，是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性，又具有ABS树脂优良的加工流动性。而PP塑料（聚丙烯）密度小，强度、刚度、硬度和耐热性均优于低压聚乙烯，可在100摄氏度左右使用，具有良好的电性能和高频绝缘性，且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨，易老化，适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。

为了便于发泡复合工艺，塑料表面的张力值要达到生产要求，一般要求表面的张力值达到41达因左右。而聚丙烯材料本身的表面张力值仅为31达因，远远无法达到生产要求，而通过火焰处理技术，可以改变其表面张力，使其表面致密度超过48达因左右。通过火焰处理改变其表面张力还可以提高工件后续油漆喷涂的质量。

火焰处理可用来调整塑料的表面性质，在高温下使塑料表面的大分子发生氧化反应产生极性基团，另外还对表面分子聚集的结构形态产生影响，使水基覆盖膜附着在塑料表面上。火焰处理的作用是在塑料表面产生亲水组分，如果能选择性地产生亲水表面，那么这个工艺

在泡沫浮选分离塑料中是非常有用的。火焰处理是用特定的喷灯，燃烧一定组成和配比的煤气和空气，形成温度高达1100~1800℃的氧化火焰，来达到瞬间改变薄膜表面性能的目的，在实际处理过程中，火焰的温度、火焰与薄膜之间的距离和处理时间是影响处理效果的重要因素。

火焰处理常见的处理方法是使用机器人，并在机械手的前臂上安装上火焰喷射头。通过机械手，按照特定轨迹，在塑料件表面上进行移动，通过机械手不同轴的转换，使火焰处理头在塑料表面上20厘米处进行覆盖，因为这个距离可以使火焰的外延接触塑料表面，使其瞬间达到1000摄氏度的高温，否则由于接触不良发生欠烧。机械手的移动必须保证覆盖所有发泡表面，而且不能有重复的现象。因为反复烧灼会破坏塑料表面生成的亲水组分，发生过烧的情况。处理完成的产品可以放置一周时间。而且火焰材料取材方便，我们平时使用的煤气就能胜任这个工作。在加工过程中，使空气和煤气的混合比例适当，火焰温度高达1000摄氏度以上，处理的效果就比较明显。

通过火焰处理工艺，更加轻量化的材料PP得以在汽车制造业内运用。例如马自达3的仪表板盖板、铃木Liana的仪表板等汽车配件上已经采用这种工艺。

新的技术给我们带来的不仅仅是工艺的改进，生产成本的下降，带给我们同样的也是思考。如何使我们能在现有有限的资源下使利用率最大化，才是社会发展的最大推动力。可以肯定的是，材料科学技术会持续发展，更轻、更强的材料和工艺必会相继问世，把汽车的制造带入全新的纪元。

搪塑设备及搪塑模具

一、搪塑工艺简介如下：

带皮纹的搪塑模具（镍壳）背面或整体加热，模具正面扣上装有PVC（或其它塑料）粉末的粉箱，一边加热，一边转动，使粉箱中的塑料粉末粘在热模表面上，形成一个形状与仪表板一致的带皮纹的皮套，取下粉箱，模具冷却后，人工将皮套从模具上扒下。搪塑皮套与仪表板骨架放在发泡模中，注入PU发泡料，熟化后成为搪塑表皮发泡仪表板。

二、搪塑仪表板的优点及发展前景。

在搪塑工艺未出现以前，仪表板的表皮是采用真空热成型工艺或真空复贴工艺，上述的工艺是将带皮纹的PVC皮，经加热、拉伸后，吸附在成型模或仪表板骨架上。由于PVC皮经过不均匀的拉伸，使皮纹变形不一，影响到美观。而搪塑表皮的皮纹是刻在搪塑模具上，所产生的皮套皮纹均匀、清晰、美观。

三、搪塑设备及模具国内外现状。

我国目前还不能生产搪塑设备，由于搪塑模具工艺复杂，制造更困难。长春富奥江森饰件公司及上海延锋伟世通公司各进口了一条搪塑生产线。均为模具整体燃气加热，长春的为德国莱茵哈特公司生产、上海的为法国佛西亚公司生产，由于温度不均匀，不好控制，生产不正常。国外生产搪塑设备的厂家集中在德国和日本。

搪塑设备根据模具加热方式可分为3大类：

Ⅰ、气加热：整个搪塑模在燃气炉内加热，扣粉箱、上粉、搪塑，然后卸粉箱再入燃气

炉内烧结。该方法设备较简单，但模温不均匀，且不易控制，产品质量不稳定，生产存在不安全隐患。

Ⅱ、油加热：模具背面焊有油管，通热油加热搪塑，通冷油冷却取皮。该方法模具温度较均匀，模具寿命较长，但模具复杂，造价高，如油管泄露可能引起火灾。

Ⅲ、砂加热：在模具背部有一砂箱，用电加热砂，砂热模具进行搪塑，而后卸下砂箱用水雾冷却取皮。该方法模具温度均匀，易于控制，无安全隐患，模具造价相对较低，但寿命比油加热要短。

(引述)