隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,汽車(chē)作為一種重要的交通工具也走向了革新的道路。汽車(chē)零部件除了保持原有的保護功能外,還要追求與車(chē)體造型和諧與統一,追求本身的輕量化。 為了達到這種目的,目前汽車(chē)的內外飾件大多采用了塑料,塑料大量利用于汽車(chē)行業(yè),是汽車(chē)走向輕量化的必然趨勢。
隨著(zhù)環(huán)保與節能的需要,汽車(chē)輕量化已成為世界汽車(chē)發(fā)展的主要潮流之一。實(shí)驗證明:汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量降低10%,燃油效率可提高6%-8%。汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升。
隨著(zhù)塑料在汽車(chē)領(lǐng)域的使用量持續增長(cháng),占到了車(chē)身總質(zhì)量的10%-15%,由于對汽車(chē)輕量化設計的追求,塑料在汽車(chē)領(lǐng)域的用量將會(huì )越來(lái)越大。在現代社會(huì ),尤其是歐美與德國的汽車(chē)主機廠(chǎng),例如奔馳Smart,蓮花Elisey與雷諾Espace,均采用了塑料車(chē)身。而且汽車(chē)上使用塑料的多少還成為了衡量汽車(chē)水平高低的一個(gè)重要標準。發(fā)達國家汽車(chē)的內飾件已基本實(shí)現塑料輕量化,塑料在汽車(chē)中的應用正在由內飾件向外飾件,車(chē)身與結構件發(fā)展。
2016年10月,中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )發(fā)布《節能與新能源技術(shù)路線(xiàn)圖》。路線(xiàn)圖中指出,預計到2020年,2025年,2030年,汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量將比2015年分別減重10%,20%和35%。亞化咨詢(xún)預計,未來(lái)幾年汽車(chē)行業(yè)將成為塑料消費量增速最快的領(lǐng)域。汽車(chē)塑料用量的迅速發(fā)展,必然加快汽車(chē)輕量化進(jìn)程,同時(shí)也推動(dòng)汽車(chē)注塑模具行業(yè)的高速發(fā)展。
塑料在汽車(chē)內外飾所占比例
汽車(chē)工業(yè)迅猛發(fā)展的背后是汽車(chē)模具工業(yè)的發(fā)展。特別是近年來(lái),世界汽車(chē)模具工業(yè)的發(fā)展更是日新月異,汽車(chē)對模具的需求量也越來(lái)越大。在一款新車(chē)中,需要汽車(chē)注塑模具約500副。在汽車(chē)工業(yè)發(fā)達國家,汽車(chē)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率已超過(guò)60%,而且這一趨勢還在持續上漲。可以說(shuō)注塑模具在汽車(chē)模具占的比重最大,重要性不言而喻。
汽車(chē)零部件薄壁化
近年來(lái),以塑代鋼已成汽車(chē)輕量化的必然手段。比如以前金屬制造的油箱蓋與前后保險杠等大型零件,現在都采用塑料。其中,發(fā)達國家車(chē)用塑料已占塑料總消耗量的7%-8%,預計不久將達到10%+11%。
汽車(chē)零部件薄壁化典型代表
1保險杠
現代汽車(chē)保險杠外殼大多采用塑料或玻璃鋼材料。為降低試制成本,節約模具生產(chǎn)費用,同時(shí)也為了縮短試制周期,在概念車(chē)試制時(shí),考慮采用FRP玻璃纖維增強環(huán)氧樹(shù)脂手糊工藝。
保險杠的材料一般用PP+EPEM+T20,或是PP+EPDM+T15,EPDM+EPP也是比較多用的,用ABS的很少,比PP貴。保險杠常用的厚度是2.5-3.5mm,氣輔成型的可做得更薄。
2儀表板
汽車(chē)儀表板總成是汽車(chē)內飾件的重要組成部分,在汽車(chē)內飾件中,儀表板是集安全性,舒適性,與裝飾性于一體的部件,汽車(chē)儀表板一般分為硬質(zhì)與軟質(zhì)兩種,隨著(zhù)安全氣囊的安裝,軟質(zhì)儀表板已失去對人的安全性要求,因此只要外觀(guān)質(zhì)量得到保證,采用低成本的硬質(zhì)儀表板是完全可行的。儀表板總成主要由上下儀表板本體,除霜風(fēng)道,出風(fēng)口,組合儀表護罩,儲物盒,手套箱,中控面板,煙灰缸等零件組成。
3門(mén)板
汽車(chē)門(mén)護板一般分為硬質(zhì)與軟質(zhì)兩種,從產(chǎn)品設計上又分為整體式與分體式兩種。硬質(zhì)門(mén)護板通常采用注塑工藝。軟質(zhì)門(mén)護板通常由表皮(針織面料、革或真皮)、發(fā)泡層、骨架組成。表皮的工藝可以是陽(yáng)模真空成型或手工包覆,對皮紋、圓角等外觀(guān)要求較高的中高檔轎車(chē),通常采用搪塑或陰模真空成型。
4擋泥板
汽車(chē)車(chē)輪周?chē)拟k金,為防止汽車(chē)在行駛過(guò)程沖車(chē)輪粘帶起來(lái)的泥沙及水沖刷鈑金,從而腐蝕鈑金,通常都設計有塑料擋泥板來(lái)保護鈑金。汽車(chē)擋泥板注塑成型一直是棘手的問(wèn)題,特別是大型薄壁塑件,在注塑過(guò)程中容易造成壓力大,飛邊嚴重,填充不良,熔接痕明顯等難以解決的注塑成型問(wèn)題,而這一系列問(wèn)題直接影響到汽車(chē)擋泥板生產(chǎn)的經(jīng)濟性與模具使用壽命。
當汽車(chē)發(fā)生碰撞事故時(shí)對人體起保護作用,減少事故傷亡率。同時(shí)還要具備良好的裝飾性能,手感好,觸摸感好。而且設計要符合人機工程學(xué),以人為本。為了滿(mǎn)足這些性能,汽車(chē)后背門(mén)護板總成皆采用塑料,塑料以其質(zhì)輕,裝飾性能好,易成型等優(yōu)點(diǎn)廣泛應用于汽車(chē)內外飾,同時(shí)為汽車(chē)輕量化設計提供了有效的保證。后背門(mén)壁厚通常在2.5-3mm,氣輔成型的可做得更薄。
6側裙
當汽車(chē)發(fā)生碰撞事故時(shí)對人體起保護作用,減少事故傷亡率。同時(shí)還要具備良好的裝飾性能,手感好,觸摸感好。而且設計要符合人機工程學(xué),以人為本。
汽車(chē)輕量化模具技術(shù)應用
1SVG技術(shù)
順序閥熱流道控制技術(shù)(SVG技術(shù))是一種新型級式控制的熱流道技術(shù),通過(guò)油缸控制按順序進(jìn)膠,解決了傳統多點(diǎn)同步進(jìn)膠的產(chǎn)品出現外觀(guān)缺陷的難題。可有效避免汽車(chē)內外飾件出現熔接痕,氣穴等缺陷,減少流長(cháng),降低成型壓力,在外觀(guān)要求嚴格的汽車(chē)內外飾件上發(fā)揮了巨大的作用,同時(shí)為實(shí)現汽車(chē)零部件薄壁化提供了有效的保證。
2氣輔成型
氣體輔助注塑成型是實(shí)現汽車(chē)零部件薄壁化,減少產(chǎn)品缺陷的重要手段。一般在汽車(chē)保險杠,儀表板,后背門(mén)等內外飾件模具上應用廣泛。在模具上具體做法是在分型面上做一圈密封圈,注塑時(shí)充氮氣成型。
后背門(mén)氣輔成型產(chǎn)品展示
后背門(mén)氣輔成型模具展示
3低壓注塑模具技術(shù)
所謂低壓雙層注塑模具,又簡(jiǎn)稱(chēng)低壓注塑模具,是一種新型的注塑模具技術(shù),將傳統的依靠手工包覆,陰模陽(yáng)模真空吸附的零件,直接一次性在模具內注塑完成。低壓注塑模具主要原理是:注塑壓力較低塑料在布上流動(dòng),開(kāi)模時(shí)要先將布掛到前模掛針上,然后再合模,注塑,最后取件。采用這種技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品,由于表面有一層特殊的軟質(zhì)布料,無(wú)論是裝飾性,手感,美觀(guān)性都大大提高,同時(shí)也減輕了產(chǎn)品的重量,為汽車(chē)零部件輕量化的實(shí)現起到推動(dòng)作用。因而低壓注塑模具技術(shù)廣泛應用于中高檔汽車(chē)上,一般應用于汽車(chē)地圖袋骨架,汽車(chē)ABC柱等零件上。
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