北方发泡材料第一博客

   内饰件主要是指塑料件，其成型工艺有注塑、吸塑、吹塑、挤塑等。注塑成型生产效率高、成型的产品精度高、可成型复杂的零件，但模具投入费用大、产品更新慢、零件尺寸受到成型机的规格限制，因此，注塑成型在客车上的应用主要是仪表板、空调出风口等复杂零件以及要求有精确配合的零件。吸塑成型则模具投入费用小、适合大尺寸零件生产、适合更新换代快的产品，但尺寸精度不高，生产效率低。由于客车内饰是以大的覆盖件为主，精度要求不高，且客车本身的产量就不高，一个车型一般年产几百台左右，加上客户经常对车内部配置提出各种要求，零件尺寸和外观或多或少发生变更，因此吸塑工艺在客车的内饰件上用得比较多。吹塑、挤塑成型都是生产特定要求的塑料件，在客车内饰的领域中适用范围较小。

   吸塑成型按工艺可分为板材吸塑和软质表皮吸塑两种。吸塑用的材料主要是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）板材，有小部分零件用有机玻璃（PMMA）板材。客车的驾驶室左右两侧的内板、顶部内板、后部内板以及一些电器箱盖板及其他盖板用的都是ABS板材成型。现在还有一种趋势就是用复合ABS板材代替一般ABS板材，复合ABS板材就是在板材上加一层发泡的聚丙烯或聚氯乙烯材料，一起滚压成带皮纹或手感像真皮的板材。要求透明的仪表台的音响盖板，要求防老化的车身外的透气格栅，一般用的是都有机玻璃成型。软质表皮吸塑工艺主要用在客车仪表台上，基体一般是玻璃钢件（FRP），在玻璃钢件上开吸气孔吸表皮，表皮的材料主要有聚氯乙烯加发泡聚丙烯（PVC/PPF）复合材料。

   吸塑模具分为钢模具、玻璃钢模具、木模具三种。钢模具寿命长，可生产10000件以上产品，精度、成型效率和成本都比较高，加工时间长，适合生产有一定量且已经定型的产品。玻璃钢模具寿命短，受热容易变形，模具能承受的最高温度大约在80℃以下，但模具制造周期短，成本低，适合小批量的零件生产，一般生产100个零件左右就要重新修模。木模具主要是试制产品或只生产几件产品时用，模具精度最差，寿命最短，一般生产十来件，木模就会开裂或严重变形，但木模成本低廉，制造快，修改快，因此非常适合新产品的开发试制。

    吸塑成型机有自动化成型机和人工成型两种。自动化成型机适合大批量生产，可以从板材运输到板材加热、吸塑加工、冷却、脱模到最后产品运出整个过程都实现自动化。自动化成型机效率高，产品质量稳定，工人工作强度低，但产品尺寸受到机器限制。模具尺寸小于机器规定尺寸时，要增加内孔尺寸与模具外尺寸、外边缘尺寸与机器压框尺寸相同的附加压框，否则会增加板材余料。自动化成型机所用到的模具主要是钢模。人工成型的方法就比较简单，主要设备是板材加热烘房、压缩机、压框和模具。板材加热后，用人手把板材拿出放到模具上，压框夹紧模具边缘，然后吸气成型。模具尺寸不受限制，只要有足够大的烘房就可以了，7米多长的客车冷风道一般都是这种成型方法。人工成型方法效率低，受人为因素影响比较大，因此一般不用钢模，绝大多数是用玻璃钢模具。

    现在以客车内侧板吸塑件为a例，简述吸塑的工艺过程（简单原理如图3所示，大致经6个阶段）。零件尺寸为1200mm×1000mm×250mm，用到的ABS板材是尺寸为1400mm×1200mm×4mm，板材的基本特性如表1。模具是铝合金模，带冷却水管和100mm厚的真空箱。首先要确认板材的颜色皮纹，因为内装饰的颜色和皮纹是很重要的，乘客一上车首先感受到的是车内的环境。再看看板材是否从刚开封的包装袋中取出，若不是，板材还需放到烘房中烘干。因为如果板材潮湿，在加温时会使板材表面起气泡，外观质量恶化，严重时还会使板材在成型过程中拉裂。同时模具装到吸塑机上，调整位置和压框，对模具的上升过程和时间进行预先设定；模具顶部不能超出吸塑机工作平台，然后就对模具加温，约到60℃左右。板材放到自动送料装置上，机器把板材送到吸塑机工作台上（如果没有此机构就要用手工把板材放到工作台上），压框由上而下把板材压紧。然后加热机构移到工作台上方，对板材进行加热，一般加热到120℃左右，时间2~3分钟；如果是先进的设备，还可以对加热器进行区域温度设定，拉伸大的地方适当增大加热温度；加热完后，加热机构移开，同时模具开始向上移。为了防止模具在上升过程中过早碰到板材，使零件产生痕迹，在模具上升到要碰到板材前，从模具的吸气孔吹出空气，把板材吹得鼓起来。模具继续上升，升到要求的位置后，停止上升，开始吸气，吸气气压一般是0.6~0.9个大气压，具体看板材的厚度和性能而定。吸气时间很快，一般是几秒钟，然后冷却约2分钟，在冷却过程中要保持真空箱的负压不能下降太厉害，以免出现板材回弹，造成尺寸不准，最好负压下降不要超出原来吸气气压的20%。冷却最主要的方式是风冷，有些为了提高生产效率，也会用到水雾喷洒冷却。冷却后就是脱模，对于自动吸塑机来说就是模具下降，脱离工件，对脱模斜度有一定的要求，否则脱模不顺利会把零件拉破裂。接着就是上升压框，取出零件。到此为止，吸塑成型过程就算是完成了。但对于完整的零件来说，还需对成型出来的工件进行切边和组装加工。切边加工可以是手工，也可以是三维数控铣加工。

    要保证零件成型顺利和尺寸合格，塑件和模具的设计都是非常重要的方面。由于塑料板材在成型时有变形、壁厚变薄等缺点，因此只适用于强度、尺寸要求不高的零件。为了壁厚不会出现太薄以致拉破的现象，引伸比（深度与宽度之比）不能大于1。为了顺利脱模，脱模斜度在1~4度之间。另外，应避免有锐角，圆角尽量大一些，在大平面的地方设计加强筋。在模具设计方面，材料一般是用铸铝，铸出一个比零件外形大一点的铸件，中间是空的，多用于配置温水铜管，控制模具工作时的温度。模具设计的关键是抽气孔的布置、数目和尺寸，抽气孔一般是沿四角以及底部和侧壁交界处布置，气孔的直径一般为0.5~1mm，最大不要超过板材厚度的50%，孔距为20~30mm。模具的尺寸根据零件尺寸预留1%~3%的收缩量。最后就是模具边缘要有密封装置，使空气不进真空室。

    吸塑成型在客车上的应用越来越成熟，工艺也在不断地发展提高，使客车内部愈来愈豪华舒适。