汽車儀表板:TPU、TPO材料的運(yùn)用及制造工藝

發(fā)布時(shí)間:2013-04-26 來(lái)源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 工藝技術(shù) 打印

  環(huán)球塑化網(wǎng)www.PVC123.com訊:

  隨著儀表板外形設(shè)計(jì)美觀的要求,越來(lái)越多的儀表板采用無(wú)縫氣囊門的外觀設(shè)計(jì),因此對(duì)汽車儀表板來(lái)說(shuō),一個(gè)好的儀表板不僅要有設(shè)計(jì)新穎美觀的外形,舒適的手感,而且還需具有優(yōu)良的老化性能及與乘客的良好相容性(優(yōu)良的散發(fā)特性)。

  由于pvc材料具有良好的手感和花紋成型性且材料成本低等優(yōu)點(diǎn),因此目前PVC搪塑仍是使用最廣的儀表板表皮加工工藝,PVC粉料占據(jù)了搪塑成型工藝的絕大部分市場(chǎng)。由于PVC材料的玻璃化溫度較高,材料在低溫環(huán)境下發(fā)脆,易造成無(wú)縫氣囊儀表板在低溫狀態(tài)爆破時(shí),氣囊區(qū)域PVC表皮碎裂而飛出,對(duì)乘客產(chǎn)生安全隱患,PVC在抗老化性、增塑劑遷移等方面也存在問題,因此出于安全及環(huán)保原因,目前各主機(jī)、飾件及材料生產(chǎn)廠商相繼開發(fā)出了PVC的替代材料及工藝。

  由此可見,隨著環(huán)保要求的不斷提高,與環(huán)境相容性較差的材料將逐漸被替代。今后,儀表板表皮材料將在以下性能上不斷改進(jìn):優(yōu)良的安全性能,低溫性能;優(yōu)良的老化性能,抗UV性能;易于循環(huán)使用;減小成霧性;材料無(wú)害性、與環(huán)境及人的相容性。

  根據(jù)儀表板表皮性能這些發(fā)展要求,世界各主機(jī)、飾件及材料生產(chǎn)廠商不斷開發(fā)出新的材料及成型工藝以滿足表皮性能的發(fā)展要求,以下將對(duì)儀表板飾面表皮的一些性能優(yōu)異的新材料及其成型工藝進(jìn)行介紹。

  搪塑成型工藝

  搪塑工藝是當(dāng)前一項(xiàng)成熟并使用廣泛的成型工藝,其加工成型工藝簡(jiǎn)單,是目前應(yīng)用最廣的工藝。目前搪塑??刹捎玫钠ぜy也越來(lái)越廣,如縫紉線(Stitch Line),主要的環(huán)保新材料有熱塑性聚烯烴(TPO)、熱塑性聚氨酯(TPU)粉料。

  1.熱塑性聚氨酯TPU

  熱塑性聚氨酯TPU結(jié)合了橡膠的物理機(jī)械性能,具有優(yōu)良熱塑性及工藝加工性。其優(yōu)點(diǎn)有:是一種環(huán)保型的材料,可回收循環(huán)使用;具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、可使用較薄的表皮厚度;良好的耐化學(xué)性、耐老化性、抗摩損性;TPU搪塑料無(wú)須添加增塑劑,其具有良好的氣味及散發(fā)特性;優(yōu)良的低溫性能,在低溫狀態(tài)下保持著優(yōu)良的彈性,玻璃化溫度為-50℃。

  TPU搪塑粉料分二種,一種為芳香族聚氨酯,另一種為脂肪族聚氨酯。芳香族聚氨酯由芳香族異氰酸脂MDI及聚醚組成,脂肪族聚氨酯由脂肪族異氰酸脂如HDI、IPDI和聚酯或丙烯酸聚醚組成。由于芳香族異氰酸脂存在不飽和鍵,易產(chǎn)生變黃及粉化現(xiàn)象,因此早期使用的芳香族TPU搪塑表皮表面需噴上涂層,以防止表皮變黃。目前開發(fā)的TPU搪塑粉料一般都是脂肪族體系,脂肪族聚氨酯具有優(yōu)良的抗紫外線、耐光性,因此無(wú)須對(duì)表皮表面進(jìn)行噴涂處理,但脂肪族TPU一般的加工性能及高成本卻影響了TPU材料的推廣。由于脂肪族TPU優(yōu)良的耐光性及舒適的手感,其在中高端的產(chǎn)品上應(yīng)有較好的應(yīng)用前景。

  2.熱塑性聚烯烴TPO

  TPO搪塑粉料是一種新型的聚烯烴材料,目前只有少量應(yīng)用,如Inteva公司。主要存在以下缺點(diǎn)待解決:表皮耐刮擦性差,脫模時(shí)易產(chǎn)生明顯脫模痕而造成大量報(bào)廢;耐油性差;脫模較困難,對(duì)儀表板外形設(shè)計(jì)局限性較大;成型溫度范圍較窄。

  真空成型工藝

  TPO陰模真空成型:陰模真空成型主要材料為TPO,工藝流程與目前普通真空成型的工藝流程相似,先將片材加熱到一定溫度,而后在成型工位進(jìn)行真空成型,但陰模成型工藝使用的是鎳殼真空模,并且片材表面無(wú)皮紋,皮紋是在真空成型過(guò)程中成型在表皮上的??梢詥为?dú)成型表皮,也可直接復(fù)合在骨架上。

  目前此工藝已經(jīng)逐步成熟,在儀表板及門板上已經(jīng)有較多應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)為:皮紋均勻;優(yōu)良的物理機(jī)械性能、耐久性;優(yōu)良的耐刮擦性;優(yōu)良的氣味、低散發(fā)特性,可循環(huán)回收。

  TPO陽(yáng)模真空成型:陽(yáng)模真空成型具有模具成本低,加工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但以前用于陽(yáng)模真空成型的材料PVC/abs各項(xiàng)性能都較差,逐漸被淘汰;而普通TPO花紋保持性又較差,這些因素影響了陽(yáng)模真空成型的應(yīng)用。近幾年,Benecke公司開發(fā)了用于陽(yáng)模真空成型的深拉伸TPO表皮,深拉伸TPO表皮在有大的拉伸結(jié)構(gòu)下仍能具有良好的花紋保持性,因此陽(yáng)模真空成型又有了很好的應(yīng)用。

  PU表皮模塑成型工藝(PU RIM Skin)

  PU模塑表皮是一種PVC材料的理想替代材料,但其加工工藝目前并不成熟。PU表皮模塑成型工藝流程為:先在表皮成型模上下模噴上脫模劑,而后在下模表面噴涂模內(nèi)漆,可噴涂不同顏色的模內(nèi)漆,隨后臺(tái)模并澆注雙組份聚氨酯原料,熟化后起模,根據(jù)原料配方,熟化時(shí)間為40-180s。

  其具有以下優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)柔性高,可生產(chǎn)邊角曲率接近0的儀表板;可變的厚度范圍0.5-3mm;精密的表皮表面結(jié)構(gòu)的重復(fù)生產(chǎn)能力;花紋結(jié)構(gòu)不受限制;優(yōu)良的物理機(jī)械性能、優(yōu)良的抗老化性能;優(yōu)良的氣味、低散發(fā)特性,霧化量PUR噴涂工藝(PURSpray)

  PUR噴涂工藝使用的材料也分二種,一種為芳香族聚氨酯(Aromatic Polyurethane),為防止表皮變黃現(xiàn)象,需要噴涂模內(nèi)漆(IMC),如BASF公司的體系;另一種為脂肪族聚氨酯(Aliphatic Polyurethane),如Recticel公司體系。

  PUR噴涂工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn):精密的表皮表面結(jié)構(gòu)的重復(fù)生產(chǎn)能力;花紋結(jié)構(gòu)不受限制;優(yōu)良的物理機(jī)械性能;優(yōu)良的低溫、抗老化性能;優(yōu)良的氣味、低散發(fā)特性;多顏色(通過(guò)Polyol加色漿或噴涂模內(nèi)漆)、紋理。

  由于PU噴涂的原材料成本較高,并且工藝過(guò)程控制復(fù)雜而影響了其應(yīng)用推廣,目前主要應(yīng)用于中高端的儀表板產(chǎn)品上。

  TPU吹塑工藝(Blow molding)

  TPU吹塑工藝是目前最新開發(fā)的一項(xiàng)工藝,其工藝為對(duì)TPU材料的吹塑成型,吹塑成型的優(yōu)點(diǎn)是能耗較低,模具采用鎳殼模,與陰模成型模具類似,壽命很長(zhǎng),成型模無(wú)須加熱,一次成型二個(gè)產(chǎn)品。TPU具有良好的耐摩擦,良好的機(jī)械性能,良好的花紋保持性,并且可以生產(chǎn)厚度較薄的表皮,但由于此加工工藝控制復(fù)雜,因此此工藝仍處于研發(fā)改進(jìn)過(guò)程。

  目前此工藝已經(jīng)逐步成熟,在儀表板及門板上已經(jīng)有較多應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)為:皮紋均勻;優(yōu)良的物理機(jī)械性能、耐久性;優(yōu)良的耐刮擦性;優(yōu)良的氣味、低散發(fā)特性,可循環(huán)回收。

  TPO陽(yáng)模真空成型:陽(yáng)模真空成型具有模具成本低,加工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但以前用于陽(yáng)模真空成型的材料PVC/ABS各項(xiàng)性能都較差,逐漸被淘汰;而普通TPO花紋保持性又較差,這些因素影響了陽(yáng)模真空成型的應(yīng)用。近幾年,Benecke公司開發(fā)了用于陽(yáng)模真空成型的深拉伸TPO表皮,深拉伸TPO表皮在有大的拉伸結(jié)構(gòu)下仍能具有良好的花紋保持性,因此陽(yáng)模真空成型又有了很好的應(yīng)用。

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