汽车内外饰结构设计与成型工艺_简介
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汽车内外饰结构设计 与成型工艺 简介
主讲 李保生
讲课提纲
? 概述:现代轿车塑料内饰件与外装件的应用 ? 塑料制品的生产方法 ? 热成型工艺简介 ? 塑料制品的工艺结构设计 ? 塑料制品的联接设计 ? 塑料制品的表面装饰 ? 汽车内外饰件的结构设计及成型工艺示例
现代轿车塑料内饰件 与外装件的应用(一)
? 轿车工业具有明显的技术密集、资
金密集、综合性能及附加值高、经济 效益好的特点，轿车工业与社会生产 的关联程度很大，围绕轿车生产的发 展可以带动大量的零部件生产企业以 及原材料工业，对整个社会经济有巨 大的带动作用。据估计，零部件的价 值占一辆轿车的2/ 3以上。轿车是高 附加值产品，产品加工深度大、增值 多，劳动生产率高于其它产品，轿车 的国际市场已超过1000多亿美元。
? 3 门立柱装饰板
? 门立柱装饰板材料常用PP和PPO。 考虑到材料成本，将来高流动、高刚 性、抗冲击性良好的PP材料具有一定 的优势。门立柱装饰板表面色泽必须 与车内整体颜色匹配，要求防静电、 耐擦伤、美观，因此采用聚丙烯板材 与表面装饰材料一体真空成形或热压 成形的生产技术能够满足小批量的轿 车生产。
制品在轿车上的应用。如今，已有越来越 多的塑料零部件取代了金属制品而出现在 汽车上，甚至全塑轿车也已经走到人们的 面前。例如，美国通用汽车公司的土星汽 车，其车身和车架均采用了新型的增强塑 料；德国尼奥普兰公司的全塑壳大型轿车 的质量只有普通轿车的43%，可节省燃料 20%～30%。据介绍，它的一辆试验车曾 横穿撒哈拉沙漠，能耐70℃的高温，并且 在与4lkm/h时速的载货汽车相撞时，驾驶 员和乘客均无损伤。
表面粘结在一起，因而仍是主要的内饰材 料之一。目前，许多公司，如GE高新材料 集团、陶氏化学公司正在推出新型的ABS 以降低成本。
? 1 塑料仪表板
? 仪表板的发展趋势永远是容易装配且容 易拆卸，而在选材上，则必须能够满足设 计要求并且具有可回收性，尽量做到美观、 低成本。针对这一发展趋势，热塑性塑料 仪表板和单一品种塑料的仪表板是一个发 展方向。例如，奥迪A8的仪表面板由 PC/ABS共混材料或PPO共混材料制造。日
高分子材料的出现，塑料制品的 快速发展，为汽车减轻重量、降低 成本以及减小能量消耗开辟了一条 新的途径。无论是汽车内饰件还是 外装件，塑料制品在现代轿车上的 应用越来越广泛，从通用的 PP、 ABS树脂到高科技含量的 POM、 PEEK，汽车上所应用的树脂种类 也越来越多。这是挑战也是机遇 。
减轻轿车重量的措施之一就是提高塑料
? 塑料玻璃(聚酪胶片)主要被用来制造车 身板和散热器带窗孔的前板，今后在承重 零件的生产中(载重车的悬挂、底盘、车架、 钢板弹簧)也将会大量采用塑料玻璃。
ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯腈） 共聚物是汽车工业中应用最广泛的 塑料之一，其优点是外观好、力学 性能好，但价格较贵。这种材料被 广泛用来制造汽车仪表板及其元件、 转向柱外套、扶手、照明设备、测 量仪外罩、抗冲击板、车门护板、 前保险杠隔栅等。
聚丙烯由于价格低而迅速在美国汽车上
得到广泛应用。例如，克莱斯勒公司在有 的车上（Neon）全部使用了由聚丙烯制成 的内饰件。此外，戴-克公司（NS）、通用 公司（M和APV）、福特公司（Windstar 和Villager）等车型也都采用聚丙烯替代 ABS制作内饰件。当然，由于ABS强度高、
刚性好、耐高温、易于将装饰材料和软质
? 多聚乙烯氯化物主要被用来制造驾驶室 中的内饰件，如侧板、顶篷和座椅的蒙皮、 地毯、挡风玻璃密封条和窗框等。
? 聚丙烯主要被用来制造大型的汽车零件， 如保险杠、金属保险杠的盖板、车门袋、 车轮罩、通风系统管道、整流罩转向柱饰 面、驾驶室侧柱等。除此之外，聚丙烯还 被大量用来制造壳体Hale Waihona Puke Baidu件，如风扇、齿轮 传动和带轮传动装置的外罩、蓄电池底板 等。
本丰田汽车公司和美国福特汽车公司使用 PPO制造的仪表面板具有低成本、较好的 振动阻尼和易于再生利用的优点，使PPO 成为未来汽车仪表面板的首选材料。
? 2 车内顶棚
? 目前轿车顶棚一般为玻璃纤维+发 泡聚氨酯+表面装饰织物等多种材料
复合加工而成，货车一般采用表面附 有人造革或纤维织物的泡沫片材粘贴 型顶棚。考虑到功能要求以及回收利 用的要求，未来车内顶棚的发展趋势 是骨架、吸音、隔热和表皮材料尽量 由同种材料构成，或者使用不需分离 而直接一次性回收使用的增强复合材 料。
世界汽车用塑料分布情况
PP
PVC
热固性复合材料 ABS
其它
PE
PPO
POM
聚氨酯 PA PC 聚酯
汽车零件用聚合物(树脂)
? 聚氨基甲酸酯一般被用来制造座椅头枕、 扶手、转向盘等，它不仅可以减轻汽车质 量并能提高舒适性，而且在碰撞的情况下 可以减少人身伤亡事故。现在，这种塑料 还被用来制造车门、发动机罩、行李箱盖、 散热器挡隔板等。今后，还将使用它来制 造车轮罩、阻流板、车身壁板、内饰件、 绝热件、空心零件和防腐零件等。
? 4 其他
? 塑料不仅轻而且具有隔音效果。 瑞士哈特波恩公司开发了 0.5mm/0.1mm/0.5mm 的金属/ 塑料/金属夹层板，用于制造汽缸 盖、发动机罩等，能隔离发动机的 噪声。其冲压加工、涂装、点焊、 电阻焊、氩弧焊等工艺性均表现良 好，与低碳钢板材的加工性相当。
现代轿车内装塑料制品
? 目前，汽车制造商在汽车内饰方面 追求的是进一步提高汽车内部空间的 舒适性、安全性和装饰性，并向高级 化方向发展。这种高级化体现在采用 多种性能各异的材料，使车内所有表 面软饰化（纤维织物、真皮革、植毛） 并力求美化（花纹深粗、木纹、颜色 匹配）。
现在，软饰表面材料可以与内部吸音吸 振材料和骨架材料一起复合成车内顶棚、豪 华仪表板、方向盘、座椅等。当然，这种发 展趋势实际上是与材料的再生利用、降低成 本相矛盾的，因此，开发出既满足内饰高级 化、软饰化、个性化，又满足轻量化、低成 本、材料再生利用要求的内饰用新材料是当 务之急。目前，汽车设计部门和内饰制造商 们正在不断选择新型的内饰材料和成型工艺， 以保证在不增加费用的情况下逐步满足汽车 舒适性和安全性方面的要求。
主讲 李保生
讲课提纲
? 概述:现代轿车塑料内饰件与外装件的应用 ? 塑料制品的生产方法 ? 热成型工艺简介 ? 塑料制品的工艺结构设计 ? 塑料制品的联接设计 ? 塑料制品的表面装饰 ? 汽车内外饰件的结构设计及成型工艺示例
现代轿车塑料内饰件 与外装件的应用(一)
? 轿车工业具有明显的技术密集、资
金密集、综合性能及附加值高、经济 效益好的特点，轿车工业与社会生产 的关联程度很大，围绕轿车生产的发 展可以带动大量的零部件生产企业以 及原材料工业，对整个社会经济有巨 大的带动作用。据估计，零部件的价 值占一辆轿车的2/ 3以上。轿车是高 附加值产品，产品加工深度大、增值 多，劳动生产率高于其它产品，轿车 的国际市场已超过1000多亿美元。
? 3 门立柱装饰板
? 门立柱装饰板材料常用PP和PPO。 考虑到材料成本，将来高流动、高刚 性、抗冲击性良好的PP材料具有一定 的优势。门立柱装饰板表面色泽必须 与车内整体颜色匹配，要求防静电、 耐擦伤、美观，因此采用聚丙烯板材 与表面装饰材料一体真空成形或热压 成形的生产技术能够满足小批量的轿 车生产。
制品在轿车上的应用。如今，已有越来越 多的塑料零部件取代了金属制品而出现在 汽车上，甚至全塑轿车也已经走到人们的 面前。例如，美国通用汽车公司的土星汽 车，其车身和车架均采用了新型的增强塑 料；德国尼奥普兰公司的全塑壳大型轿车 的质量只有普通轿车的43%，可节省燃料 20%～30%。据介绍，它的一辆试验车曾 横穿撒哈拉沙漠，能耐70℃的高温，并且 在与4lkm/h时速的载货汽车相撞时，驾驶 员和乘客均无损伤。
表面粘结在一起，因而仍是主要的内饰材 料之一。目前，许多公司，如GE高新材料 集团、陶氏化学公司正在推出新型的ABS 以降低成本。
? 1 塑料仪表板
? 仪表板的发展趋势永远是容易装配且容 易拆卸，而在选材上，则必须能够满足设 计要求并且具有可回收性，尽量做到美观、 低成本。针对这一发展趋势，热塑性塑料 仪表板和单一品种塑料的仪表板是一个发 展方向。例如，奥迪A8的仪表面板由 PC/ABS共混材料或PPO共混材料制造。日
高分子材料的出现，塑料制品的 快速发展，为汽车减轻重量、降低 成本以及减小能量消耗开辟了一条 新的途径。无论是汽车内饰件还是 外装件，塑料制品在现代轿车上的 应用越来越广泛，从通用的 PP、 ABS树脂到高科技含量的 POM、 PEEK，汽车上所应用的树脂种类 也越来越多。这是挑战也是机遇 。
减轻轿车重量的措施之一就是提高塑料
? 塑料玻璃(聚酪胶片)主要被用来制造车 身板和散热器带窗孔的前板，今后在承重 零件的生产中(载重车的悬挂、底盘、车架、 钢板弹簧)也将会大量采用塑料玻璃。
ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯腈） 共聚物是汽车工业中应用最广泛的 塑料之一，其优点是外观好、力学 性能好，但价格较贵。这种材料被 广泛用来制造汽车仪表板及其元件、 转向柱外套、扶手、照明设备、测 量仪外罩、抗冲击板、车门护板、 前保险杠隔栅等。
聚丙烯由于价格低而迅速在美国汽车上
得到广泛应用。例如，克莱斯勒公司在有 的车上（Neon）全部使用了由聚丙烯制成 的内饰件。此外，戴-克公司（NS）、通用 公司（M和APV）、福特公司（Windstar 和Villager）等车型也都采用聚丙烯替代 ABS制作内饰件。当然，由于ABS强度高、
刚性好、耐高温、易于将装饰材料和软质
? 多聚乙烯氯化物主要被用来制造驾驶室 中的内饰件，如侧板、顶篷和座椅的蒙皮、 地毯、挡风玻璃密封条和窗框等。
? 聚丙烯主要被用来制造大型的汽车零件， 如保险杠、金属保险杠的盖板、车门袋、 车轮罩、通风系统管道、整流罩转向柱饰 面、驾驶室侧柱等。除此之外，聚丙烯还 被大量用来制造壳体Hale Waihona Puke Baidu件，如风扇、齿轮 传动和带轮传动装置的外罩、蓄电池底板 等。
本丰田汽车公司和美国福特汽车公司使用 PPO制造的仪表面板具有低成本、较好的 振动阻尼和易于再生利用的优点，使PPO 成为未来汽车仪表面板的首选材料。
? 2 车内顶棚
? 目前轿车顶棚一般为玻璃纤维+发 泡聚氨酯+表面装饰织物等多种材料
复合加工而成，货车一般采用表面附 有人造革或纤维织物的泡沫片材粘贴 型顶棚。考虑到功能要求以及回收利 用的要求，未来车内顶棚的发展趋势 是骨架、吸音、隔热和表皮材料尽量 由同种材料构成，或者使用不需分离 而直接一次性回收使用的增强复合材 料。
世界汽车用塑料分布情况
PP
PVC
热固性复合材料 ABS
其它
PE
PPO
POM
聚氨酯 PA PC 聚酯
汽车零件用聚合物(树脂)
? 聚氨基甲酸酯一般被用来制造座椅头枕、 扶手、转向盘等，它不仅可以减轻汽车质 量并能提高舒适性，而且在碰撞的情况下 可以减少人身伤亡事故。现在，这种塑料 还被用来制造车门、发动机罩、行李箱盖、 散热器挡隔板等。今后，还将使用它来制 造车轮罩、阻流板、车身壁板、内饰件、 绝热件、空心零件和防腐零件等。
? 4 其他
? 塑料不仅轻而且具有隔音效果。 瑞士哈特波恩公司开发了 0.5mm/0.1mm/0.5mm 的金属/ 塑料/金属夹层板，用于制造汽缸 盖、发动机罩等，能隔离发动机的 噪声。其冲压加工、涂装、点焊、 电阻焊、氩弧焊等工艺性均表现良 好，与低碳钢板材的加工性相当。
现代轿车内装塑料制品
? 目前，汽车制造商在汽车内饰方面 追求的是进一步提高汽车内部空间的 舒适性、安全性和装饰性，并向高级 化方向发展。这种高级化体现在采用 多种性能各异的材料，使车内所有表 面软饰化（纤维织物、真皮革、植毛） 并力求美化（花纹深粗、木纹、颜色 匹配）。
现在，软饰表面材料可以与内部吸音吸 振材料和骨架材料一起复合成车内顶棚、豪 华仪表板、方向盘、座椅等。当然，这种发 展趋势实际上是与材料的再生利用、降低成 本相矛盾的，因此，开发出既满足内饰高级 化、软饰化、个性化，又满足轻量化、低成 本、材料再生利用要求的内饰用新材料是当 务之急。目前，汽车设计部门和内饰制造商 们正在不断选择新型的内饰材料和成型工艺， 以保证在不增加费用的情况下逐步满足汽车 舒适性和安全性方面的要求。