1、汽 车 仪 表 板 及 其 制 造 工 艺延锋伟世通汽车饰件系统有限公司 武文光 仪表板是汽车中非常独特的部件， 集安全性、 功能性、 舒适性与装饰性於一身。 除了要求有良好的刚性及吸能性，人们对其手感、皮纹、色泽、色调的要求也愈来愈高。 仪表板因其得天独厚的空间位置， 使愈来愈多的操作功能分布於其中， 除反映车辆行驶基本状态外， 对风口、 音响、 空调、 灯光等控制也给予行车更多的安全和驾驶乐趣。 因此， 在汽车中，仪表板是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性於一身的部件。首先， 它需要有一定的刚性以支撑其所附的零件在高速和振动的状态下保证正常工作； 同时又需要 有较好的吸能性使其在发
2、生意外时减少外力对正、 副驾驶员的冲击。 随着人们对车的理解愈 来愈超出其功能，对仪表板的手感、 皮纹、 色泽、 色 调也逐渐成为评判整车层级的重要标准。 仪 表 板 通 常 包 含 仪 表板 本 体 （ 壳 体 ） 、 仪 表 、 空 调 控 制 系 统 、 风 道 /风 管、 出 风 口 、 操 作面板、 开关、 音响控制系统、除霜器、 除雾器、 手套箱、 左盖板、 饰板等零件。 大部分 仪 表板还包含： 储物盒、 驾驶员侧手套箱、 扬声器等饰件和时钟、 金属加强件、 烟灰盒、 点烟 器、 杯托等功能性零件； 部分中高档汽车设计有卫星导航系统、 手机对讲系统、 温度传感 系统等高端产品。仪
3、 表 板 的 分 类仪 表 板 按 安 全 性 可 分 为 无 气 囊 仪 表 板 和 附 气 囊 仪 表 板 （ 针 对 副 驾 驶 ） 。 目 前 国 内 只 有 少数中高档次的轿车配备气囊仪表板， 随着人们对安全性的重视， 客户对附气囊仪表板需求 加大， 主机厂也将此作为买点之一。 气囊打开在保护乘客的同时， 也可能伤害乘客， 尤其 是 儿童。 因此 ， 国际上部分新车型的仪表板气囊已开始加装开关 。 为气囊的正常开启， 在气囊 上方多设计有气囊盖板， 在其打开时释放气囊。 但其与仪表板匹配处存在可视装接线， 影响 整车美观。 为此， 近年愈来愈多车型的仪表板设计为无缝气囊仪表板。 既能
4、保证气囊正常开 启，又无可视装接线。仪表板按舒适性可分为硬塑仪表板、 吸塑仪表板和半硬泡软质仪表板。 仪表板本体以注塑工艺制成的为硬塑仪表板， 因其工艺简单、 投资低等优势而被广泛应用， 尤其是中低档 车。 其中有局部或全部涂装饰漆或软触漆， 以改善外观、 增加色调或提高质感。 吸塑仪表 板 是在注塑或压制骨架外吸附并粘结或在注塑时复合表皮， 使其外观有皮质感。 半硬泡软质仪第 1 页 共 5 页表板是在表皮和骨架之间填充有聚氨酯泡沫， 既提高触感又增加吸收能量的能力。 目前半硬 泡软质仪表板的表皮主要有真空热成形表皮和搪塑表皮。 前者是传统的仿真皮工艺制成； 後 者在近年因其花纹均匀、 无内
5、应力、 设计宽容度高等特点被广泛应用， 并得到客户高度认可， 将成为中高档车主导。按驾驶方向仪表板可分为方向盘左置仪表板和右置仪表板。 在英联邦国家和日本为左侧通行、右侧驾驶，使用方向盘右置仪表板；其它国家反之。仪 表 板 生 产 的 主 要 工 艺针对不同仪表板，涉及的工艺及流程也有较大差异，可粗略归纳为以下几种：-硬 塑 仪 表 板： 注塑 （仪表板本体等零件） 焊接 （主要零件） 装配 （相关零件） ；-半硬泡仪表板： 注塑/压制 （仪表板骨架） 吸塑 （表皮与骨架） 切割 （孔及边） 装配（相 关零件） ；-半 硬 泡 仪 表板 ：注塑（仪表板骨架等零件）真空成形/搪塑 （表皮） 发泡
6、 （泡 沫层） 切 割 （边 、 孔等 ） 焊接 （ 主要零件，如需要） 装配（相关零件）具 体 涉 及 的 主 要 工 艺 如 下：注 塑 工 艺将乾燥後塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融後注入模具中冷却成形， 是仪表板制造应用最广泛的加工工艺， 用来制造硬塑仪表板本体、 吸塑和软质仪表板的骨架 及其它大部分相关零件。硬塑仪表板材料多使用 PP，仪表 板骨架的材料主要有 PC/ABS、 PP、 SMA、 PPO（PPE） 等改型材料。 其它零件则根据作用、 结构和表观要求的不同另选择 ABS、PVC 、PC、P A 等 材料。注塑工艺在四、五十年代迅速兴起後，得到了大力发展，经 过
7、在设备、模具上的不断增加、改造、选装不同用途的设备，使注塑工艺形成多种分工艺： 如气辅注塑、顺序阀注塑、复合注塑、嵌件注塑、双色注塑、二次注塑等。-气 辅 注 塑 是 气 体 辅 助 注 塑 的 简 称 ， 发 明 於 八 十 年 代 初 ， 推 广 於 九 十 年 代 ， 是 将 熔融塑料粒子注入模具的同时注入一定量的惰性气体， 并通过气路、 结构的设计和工艺控制使 零件的特定区域形成中空结构的注塑工艺。 中空结构的形成增强了零件的机械性能的同时减 少了零件壁厚， 改善零件外观， 降低了材料成本和成形周期。 因此该工艺不仅在汽车制造业 得以应用， 在家电制造业得到长足的发展， 主要应用於结构
8、件， 尤其是有外观要求的结构件。 近年用水代替惰性气体的研究与应用也取得了一定成果；第 2 页 共 5 页-顺 序 阀 注 塑 ： 在 九 十 年 代 由 附 有 热 流 道 模 具 的 注 塑 演 化 而 来 ， 是 通 过 与 设 备 连锁 的阀门 ， 控制模具热流道的不同浇口的开闭， 从而控制料流的注塑工艺。 该工艺适於薄壁长 流程的产品，降低对设备锁模力的要求，优化表面质量，缩短成形周期；-复 合 注 塑 是 在 注 塑 模 的 动 模 一 侧 放 置 与 模 具 形 状 吻 合 或 无 形 状 的 片 材 後 注 塑成形， 使产品具有两层的结构同时有模具赋予的形状。 其优点是减少了加
9、工工序， 产品表观质 量好， 零件间粘结力强。 因其有形状片材在与模具配合时需精密控制， 而无形状的平面片材 需 达 到 零 件 拉 伸 要 求 。 因 此 该 工 艺 在 仪 表 板 制 造 中 应 用 ?围 很 少 ， 而 在 门 内 饰 板 和 装 饰板 / 条有一定的应用；-嵌 件 注 塑 在 家 电 业 较 普 及 ， 在 仪 表 板 生 产 中 各 电 器 开 关 的 制 造 均 采 用 该 工 艺 。 它是将需嵌於注塑件的金属零件在注塑前置於模具内， 注塑後熔融的塑料将其部分包覆成为零件；-双 色 注 塑 ： 在 双 色 注塑 机 上 ， 在同 一 生 产 周期 内 向 专 门的
10、 注 塑 模 内同 时 /先 後注射不同颜色/种类的原料，使产品具有不同的外观 /性能，但因其在设备和模具的巨大投资而逐渐被二次注塑取代。 二次注塑就是注塑零件为嵌件的嵌件注塑， 主要应用於机械性能和外观 要求较高的零件，材料选择是该工艺的关键。真 空 热 成 形 工 艺该工艺将表皮片材加热到玻璃点软化温度， 在密闭的型腔内加注气体使其得到一定拉 伸， 进而以真空吸附於有温控模具冷却并得到产品。 主要用於仪表板表皮和外观要求高的零 件 生 产 ， 材 料 主 要 为 PVC/ABS。 因 环 保 的 要 求 ， 八 十 年 代 开 始 新 材 料 的 研 发 ， 近 年 TPO和 TPU在欧、
11、 美、亚都有一定的应用。搪 塑 工 艺将粉末原料均匀撒布於加热的模具表面， 使其熔融并保持一定时间， 使物理、 化学双 重反应充分进行後冷却定性， 得到模具形状的产品。 不同的加热方式对产品质量、 模具寿命 等起决定作用， 主要有风加热 、 油加热和砂加热等方式。 该工艺主要用於高档车仪表板等手 感、视觉效果要求高的产品。目前材料主要是 PVC，也是基於环保要求，TPO、TPU 等材 料的开发基本完成，等待产品的验证阶段。发 泡 工 艺将聚醚和异氰酸酯充分混合後注入模具的表皮与骨架中间、 交联固化， 在其间形成要 求形状泡沫的加工工艺， 泡沫连接了表皮与骨架， 又改善零件的手感。 该工艺是软质
12、仪表板第 3 页 共 5 页生产的必须工艺，分开模浇注和闭模浇注。-开 模 浇 注是在模具开启状态下将发泡料浇於表皮内侧， 然後放置骨架、 关闭模具， 使其交联固化，该工艺宽容性高，设计自由度大；-闭 模 浇 注 是 在 模 具 中 放 好 的 表 皮 与 骨 架 之 间 注 入 发 泡 料 ， 使 其 交 联 固 化 的 发 泡 工 艺，该工艺的工艺稳定性好，设备投入低，但设计难度大。油 漆 工 艺油 漆 工 艺 是 在 零 件 表 面 喷 涂 油 漆 ， 使 油 漆 在 与 基 材 反 应 的 同 时 自 身 交 联 固 化 形 成漆 膜。油漆有单组份油漆和双组份油漆；基材有金属和塑料件之
13、分，仪表板制造多指塑料件， 塑 料 件 又 分 极 性 和 非 极 性 材 料 。 极 性 材 料 多 可 直 接 喷 涂 ， 如 ABS、 PVC/ABS等 ； 非极 性 材 料需预处理或喷底漆， 火焰处理和等离子处理等预处理技术也日臻成熟。 对仪表板零件进行 油漆主要是改善外观， 根据主要不同由有装饰漆和软触漆之分。 软触漆不仅改善外观，而且 大大改善手感，成为近年中高档车追求的工艺。切 割 工 艺近年随着各种新工艺在切割中得到应用， 切割工艺也向多元化发展， 冷冲、 热刀切割、 冷刀切割、 水刀切割、 激光切割、 铣切割在仪表板制造中发挥重要作用， 并将很多设想成 为 可能。-冷冲是利用
14、上下金属模的剪切作用分割零件的传统切割工艺， 发展趋势是将多工位通 过模具和油路的设计向单工位集成；-热刀切割是利用加热的刀具切割塑料零件的工艺， 主要用於脆性材料或控制深度的切 割；-水刀切割利用高压水在细小的喷头释放， 形成高压高速的水柱冲击产品使其断裂， 并 机器人带动高压水喷头移动形成切割的工艺。 其优势是无需模具投入、 多种产品共用、 高柔 性；-激光切割是利用激光束携带的能量灼烧产品， 机器人带动产品移动， 形成切割的新兴 的塑料切割工艺。 主要应用於严格控制切割剩馀厚度的产品 ， 目前主要是硬塑无缝气囊仪表 板制造；-铣切割是将金属加工工艺在解决高速灼烧和缠绕後应用於塑料的典型工
15、艺。焊 接 工 艺焊接工艺将两个相同或不同热塑性材料的零件， 通过一定方式将其连接处熔融後重新第 4 页 共 5 页交联形成一体的成形工艺。根据能量来源不同可分为超声波焊接、振动摩擦焊接、热风焊、 热板焊等。装 配 工 艺装配工艺是仪表板生产必不可少的工艺， 通过卡角、 螺丝、 粘结、 焊接等方法将各种 零件组合在一起形成产品。 根据装配方式不同， 在生产管理上分为流水线装配和单工位装配。 仪表板的生产中针对不同的零件和要求， 还有很多工艺门类， 如水转印、 吹塑、 植 绒、 电镀 等， 在仪表板的制造中起着不可或缺的作用。 随着现有工艺经验的积累， 各工艺门类日臻完 善； 科学技术的发展给新工艺的产生创造无限机会。 两者的结合给仪表板工艺发展描绘美好 蓝图，同时也给整车填色，满足消费者多元化和高性价比的要求。第 5 页 共 5 页
