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顶棚 基材 分析
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汽车顶棚基材 的交 流 编 制 人: 汽车顶 棚是 现代 汽车 包括 轿车 、 客 车、 卡车 、 工 程 车等不 可缺 少的 内饰 件之 一, 包括 两类 , 分 别是 成 型 顶棚和 异型 顶棚 。 汽车 顶 棚是用 不同 种类 的非 金属 材料复 合模 压制 成 , 具 有 良好的 隔热 、 隔音 性能 和 独特的 装饰 效果 , 能 够满 足汽 车在 装 配线上 快速 装配 的需 要 , 世界各 国都 十分 重视 它的 研究和 开发 , 并且 在汽 车 生产上 大量 应用。 汽车顶 棚的 基材 研究 一直 是世界 各国 汽车 业关 注的 重要内 容之 一 。 轻 量化 、 无污染 、 可回 收、 低成 本 是研究 的主要 课题 。国 内汽 车顶 棚制造 业的 专家 认为 :经 过 20 多 年的 技术 引进 和吸 收开发 , 在 技术 方面 同国 外差 距 已 经不大 。降 低顶棚 成 本已 成为研 究开 发工 作中 的重 点内容 ,以 适应 越来 越激 烈的竞 争 需 求 。 本文就成型顶棚 的基材进行了论述,着重 介绍“TRAMIVEX ”成型顶棚的性能特点以及生产方 式,以供 大 家参考 。 一、国 内外 现状 成型顶 棚在 国外 , 特 别是 在汽车 工业 发达 的国 家, 如美国 、 德国 、 英 国、 法 国、 日本 、 瑞 典、 意大 利 等已大 量生产 和应 用,其 材料 结 构设计 。制 造工艺 、技 术 装备五 花八 门,各 具特 色 ,至今 各国 仍在这 个领 域 中投入 较 大的人 力物 力进行 更新 的 材料结 构和 生产工 艺、 技 术装备 的研 究 开 发,不 断 扩大在 汽车 上的应 用, 为 了满足 现 代汽车 多品 种 、 大 批量 生 产需要 , 所有 的汽 车生 产 大国均 建立 了相 当规 模 , 装备先 进的 转移 生产 工厂 , 在 汽车 生 产比较 集中 的西 欧更 为突 出, 以德 国的 EMP 工厂 为 例, 成型 顶棚 年产 量达 100 万辆 份, 销往 许多 国家 的 汽车厂 , 国内的 上海 桑塔 纳轿 车 、 北京切 诺基 吉普 车 、 一 汽 奥迪 100 型 轿车 、 一汽 大 众的高 尔夫 、 捷达 轿车 、 南汽依 维柯 轻型车 、二 汽 EQ153 平 头 卡车、 东联 公司 的中 巴客 车、天 客 TJ622 小 客车 、 天汽 TJ1041 轻型 车、 洛 拖菲亚 特 80-90DT 拖 拉机 等均 采用 不同基 材的 成型 顶棚 作为 顶盖内 部装 饰, 国内 成型 顶棚的 生产 尚在 起步 进行 阶段 , 公 主岭市 汽车 装饰 材料 厂 在 89 和 91 年 分别 研制 出了 再生纤 维/ 树 脂基 和塑 料粉 板基的 成型 顶棚 。北 京地 毯三厂 研 制出了玻璃纤维/ 树脂基的 成型顶棚,由于工艺装备等条件所限,产品水平和生产效率与国外相比,还有一定差 距,因 此国 内汽 车应 用的 成型顶 棚大 部分 仍靠 进口 。 二、成 型顶 棚材 料结 构及 不同基 材特 点 尽管成 型顶 棚的 材料 种类 很多 , 生 产技 术工 艺亦 不 尽相同 , 但基 本是 由基 材 、 软 化层 和面 料三 部分 组 成, 软 化层多 用泡 沫塑 料, 面料 则根据 设计 要求 分别 采用 织物、 无纺 布、 PVC、或 PU 装 饰膜 , 基 材对 成型 顶 棚的性 能、 成本、 等方 面影 响较 大, 各国 都 偏重 于基 材的 研究 ,世界 上现 用的 基材 种类 较多, 但主 要可 归纳 为以 下七种 : 1 “TRAMIVEX ”基 2 玻璃 纤维 增强 基 3 玻璃 纤维 基 4 再生 纤维 基 5 纸板 基 6 聚苯 乙烯 基 7 塑料 木粉 板基 不同基 材内 饰件 性能 对比 见下表 : 序 号 比较项 目内 容 TRAMIVE X 复 合模 压 成型材 料 玻璃纤 维增强 玻 璃 纤 维 再 生 纤 维 塑木版 聚 苯 乙 烯 纸板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 产品性 能 1 刚度 B C D C A C C 2 厚度变 化 B B B B C C C 3 温度(140 ℃ 或-30 ℃ ) A+A A+A B+B C+B D+B D+B B+B 4 重量( 相同 厚度 ) B C B E E B B 5 吸音性 B E A D E D D 6 耐湿性 A A B D A A D 7 耐温性 A A C A C A A 8 毒性( 放出 微量 ) A A E A A A A 差和较 差合 计 0 1 2 3 3 3 2 二组装 和生 产工 程 1 自动组 装 A C C B C A A 2 费用 B B C C C B B 3 组合件 数/ 每 套工 装(8 小 时) 1500 900 650 600 900 1200 650 三制造 1 成塑性 B B B B B B C 2 几何学 B C C B B B C 3 厚度 B D B B D D D 4 易处理 程度 A B C C B A A 5 耐冲击 程度 A D D C E C D 6 落下试 验 B B C B C B B 7 打包( 泄漏 程度 ) A B C C A A 8 成塑 修边 处理 不要 相对必 要 不要 不要 必要 不要 相 对 必 要 9 收缩 0 1.5% 2% 2% 5% 1.5% 0 差与 较 差合 计 0 2 1 0 1 2 注: A :优 B:良 C :一 般 D : 较差 E 差 “TRAMIVEX ” 是八 十 年代中 期法 国 TRAMICO 公司开 发的 新工 艺新 材料 。这种 材料 具有 设计 自由 度高, 安装方 便 、 成本 低 、 吸 音 效果好 , 比强度 高 、 刚 性 大、 变形 率小 、 耐 潮、 耐 热、 重量 轻、 外型 美观 等 特点 , 目前 该技术 已在 法国 、 美国 、 日本 、 德 国 、 英 国、 意大 利 、 加 拿大 、 巴西 、 西 班牙 等 国生产 , 年产 量达 240 万 件之多 。 现已占 领世 界百 分之 八的 市场, 占欧 洲 15% 的市 场 ,数十 种不 同国 家的 车型 采用。 一汽 奥迪 100 轿 车 也采用 了 这种车 型顶 棚。 玻璃纤 维增 强基 的成 型顶 棚的材 料结 构与 “TRAMIVEX ” 基 本相 同 , 但 其生 产工艺 比较 落后 , 综合 性 不及 “TRAMIVEX ” 材料 。 玻璃纤 维基 的综 合性 能较 好, 成本 不高 , 美 国应 用 较多 , 但 是在 生产 和装 配 时, , 易对 人体 造成 危害 , 因此, 生产应 用呈 下降 趋势 逐步 为其它 基材 所取 代。 北京 XJ/BJ213 吉 普车 目前 尚在应 用。 再生纤 维基 材的 成型 内饰 件已在 意大利 KELER 公 司、SA V AL 公司和美 国 JANESALLE 公司 等有 多年 生产 历史, 其原 来来 源是 以服 装工业 下脚 料为 主, 虽其 综合性 能稍 差, 但由 于料 源充足 , 价 廉易 得, 因而 应用 广 泛 , 国内南 汽依 维柯 轻型 车、 二汽 EQ153 平头 卡车 、天 汽 TJ1041 轻型 车等 均系 再 生基成 型顶 棚。 纸板基 成型 顶棚 系以 空心 状纸板 构成 , 密 度较 小, 成本较 低, 但因 其成 型性 、 回弹 性、 耐 水性 较差 , 应用受 到很大 限制 。从 资源 的角 度分析 ,不 及采 用合 成材 料和再 生材 料。 聚苯乙 烯发 泡基 密度 亦小 , 综 合性 能居 中, 因抗 冲 击性 、 吸 音性 较差 , 应 用 受到一 定限 制 。 高 尔夫 较 差采用了这种 材料 作顶 棚。 塑料木 粉板 是用 PP 树脂 加木粉 挤制 出来 的板 材, 具有良 好的 可塑 性, 密度 1.1g/cm 2、 吸水率 2~3% , 载荷 下热变 型温 度 90 ℃ , 拉 伸 强度 , 断 裂伸 长率 9.5% , 弯曲强 度 40Mpa , 容 易与 织物复 合成 型 , 这 种材 料 最大特 点 是: 产品 生产 时, 成型 模 具不需 加热 , 模具 一次 投 入费用 较小 , 适用 与批 量 较小或 批量 较大 但属 低档 车的内 部装 饰。 三、TRAMIVEX 成型 顶棚 特性 从前表 的对 比中 可以 看出 ,TRAMIVEX 的 综合 性能 为最佳 (1 ) 材料 构成 TRAMIVEX 成型 内顶一般 由七 至九层 材料 构成。从 面料 起依次 为: 织物或其 它面 料/PE/PUR/PE/ 玻璃纤 维 /PUR/ 玻璃 纤维/PE/ 无纺 布 或纸板 (见 下图 ) [2] 主要特 性 1 、较 高的 设计 自由 度 面料可 与基 材一 体成 型, 同一工 件的 截面 尺寸 可 在 3 至 20 毫米 间任 意变 化。 可按照 设计 要求 通过 调整 配方 和工艺 实现 不同 的刚 度变 化。 2 、装 配费 用低 可以实 现自 动化 装配 ,以 满足装 配线 的高 节奏 需要 。 3 、强 度高 1000g/m 2 标准 件的 最大 弯 曲力矩 和弹 性系 数 见下表 : TRAMIVEX 基 树脂再 生纤 维基 最大弯 曲力 矩 Kg/50m 4 、2 3、4 弹性系 数 Kg/50m 1 、12 0、5 4 、优 良的 吸声 性能 TRAMIVEX 有较 好的 吸声 性能 见下 列图 表 TRAMIVEX 树脂再 生纤 维 500HZ 25% 10% 1000HZ 20% 20% 1500HZ 40% 35% 2000HZ 50% 43% 6 、耐 湿性 由于 TRAMIVEX 材料 覆 盖了塑 料薄 膜, 防水 ,防 潮性能 十分 理想 。 7 、燃 烧性 用 户 要 求 的 燃 烧 速 度 为 ≤100mm/min, 而 TRAMIVEX 材 料 在 无 面 料 实 验 的 燃 烧 速 度 为<55mm/min, 面 料 为 200g/m 2聚酯无 纺布 为<75mm/min 。 除上述 性能 外,TRAMIVEX 材 料的 湿热 老化 ,热 收 缩变形 、压 痕硬 度、 切离 强度、 低温 冲击 性能 均十 分理 想。 四、TRAMIVEX 成型 顶棚 的生产 与应 用 成型过 程是 在一 条长 为 15 米的自 动生 产线 上完 成, 成型模 具的 温度 比其 它基 材温度 明显 降低 ,因 此, 面 料 选择范 围较 大。 成型后 的工 件经 切边 、冲 孔、整 理后 即告 完成 。 成型顶 棚的 切割工 艺 采 用 高压水 切割 机器人 进行 切 边。机 器人 采用 计算机 控 制切割 速度 和精度 较高 , 可以 同 TRAMIVEX 成 型生 产 线同步 。一 条生 产线 的年 生产能 力 为 40 万件 。 由于 TRAMIVEX 材料 具 有优良 的成 型性 和综 合性 能, 价格 也不 高 , 因 此可 以广泛 地用 于各 种不 同档 次的 轿 车、卡 车、 客车 、工 程车 和拖拉 机。 工件装 配时 , 既可 与车 顶 连接 , 亦 可以 与顶 分离 ( 仅在必 要的 地方 加以 固定 ) 因 其 具 有良 好的 刚度 和 较轻的 重量, 可以 实现 自动 化装 配,手 装配 也非 常方 便。 固定的 方式 ,则 根据 设计 要求采 用粘 胶或 卡丁 。 五、结 束语 基材对 成型 顶棚 的质 量 、 成本 、 工 艺等 影响 巨大 。 每一种 基材 都有 它的 独到 之处 。 正 确的 选择 基材 , 对提高 整车的 内饰 水平 ,提 高内 饰舒适 性、 经济 性, 保证 乘员安 全, 有密 切关 系。 目前正 值我 国汽 车工 业大 发展 时 期 , 根据我 国汽 车发 展需 要, 有计划 、合 理的 发展 成型 内饰件 工业 ,保 证与 主机 厂同步 发展 具有 重要 意义 。 附表一: 常 用顶棚 基材适用 车型一 览 表 序 号 基材种 类 轿车 轿车( 有 天窗) SUV SUV(有 天窗) MPV MPV (有 天窗) 说 明 1 湿法玻 纤增 强聚 丙烯 ( 进 口) ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 进行 翻边或 加支 架增 强处 理 2 干法玻 纤增 强聚 丙烯 ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 进行 翻边或 加支 架增 强处 理 3 湿法 PU/ 玻 纤复 合板 ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 加支 架增强 处理 4 湿法 PUR/ 玻 纤复 合材 料 (TRMICOX ) ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 加支 架增强 处理 。是 一种 产品 性能 良好的 生产 工艺 ,目 前国 内尚未 发现 有此 类工 艺产 品的 生产商 5 干法 PU/ 玻 纤复 合板 ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 进行 翻边或 加支 架增 强处 理 6 麻纤维/ 聚丙 烯双 面复 膜 板 ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 进行 翻边或 加支 架增 强处 理 7 麻纤维/ 酚醛 树脂 毡 ● ● ● ● ● ● 根据需 要可 以对 窗口 加支 架增强 处理 8 玻纤/ 酚 醛树 脂毡 ● ▲ ● ▲ ● ▲ ● 适宜 ▲ 不适 宜 附表二 : 湿法玻纤增强聚 丙烯、 干法玻纤增强聚丙 烯 、 湿法玻纤/PU 复合板、 干法玻纤/PU 复合板等 四种工艺材料 的性能 、 工 艺条件、 成本等 项目对比 表: 项目 湿法玻纤增强聚丙烯 干法玻纤增强聚丙烯 湿法玻纤/PU 复合板 干法玻纤/PU 复合板 克重范围(克/ 平方米) 600-800 非常 好 5 800-2000 很好 4 650-900 很好 4 900-1400 好 3 比强度 非常 好 5 很好 4 很好 4 好 3 韧性 非常 好 5 很好 4 尚好 2 差 1 成型性能 很好 4 好 3 好 3 好 3 弯曲复原性能 好 3 尚好 2 尚好 2 差 1 气味性 好 3 好 3 好 3 好 3 燃烧性 尚好 2 尚好 2 好 3 好 3 抗霉菌性能 很好 4 很好 4 很好 4 很好 4 尺寸稳定性 很好 4 很好 4 很好 4 很好 4 吸音性能 很好 4 很好 4 好 3 好 3 模具温度(℃) 5-30 很好 4 5-30 很好 4 130 差 1 5-30 很好 4 工艺条件要求(速度 ) 差 1(5 秒) 尚好 2 (10 秒) 很好 4 很好 4 (13 秒) 基材平方米成本 28.5-44 尚好 2 22-25 很好 4 29-35 好 3 27-35 好 3 不足 1 、工艺要求高、离开加热 器 起到合 模止 不能 大 于 5 秒, 因 此必须 有自 动 线 2、 最 好使 用 金属模 2、价 格较 高、 目前 依靠 进 口 1 、工 艺要 求高 、离开 加热 器 起 到合 模止 不能 大于 10 秒,因 此最 好有 自动 线 2 、目 前国 产材 料质量 稳定 性尚待 提高 1、 必须 是金属 模具 、 因此 对设 计的准确性要求高 2 、 不能 二 次折弯或翻边 3 、 必 须 二步 法 生产,因此增加了工时材 料费 用、须有喷胶工艺、 生 产环 境 较差 4 、设 备占 用场 地较 大 1、韧 性、 复原 性能 较差 2、层 间剥 离强 度较 低 优点 1 、属热塑性材料,可以二 次 折弯或 翻 边 2 、 综 合性 能较 好 3、重 量轻 、比 强度 高 1、价 格低 2 、属 热塑 性材 料,可 以二 次折弯 或翻 边 1、 可以 实现 金属 支架 的模 内快 速粘接 2、重 量较 轻、 比强 度较 高 1、 属 热塑 性材 料, 可以 二 次折弯 或翻 边 2、可 以实 现局 部进 一步 增 强 综合结论 1、 综合性 能好 2、 必须投 资 300 万元 左右 购 买自动 线 3、 材料进 口占 用资 金较 多 4、 成本偏 高、 两 年后 会降 低 5、 宜一步 法 、 不 宜包 边、 可 翻边、 可回 收 1、国 产材 料质 量尚 待提 高 2、用 量呈 上升 趋势 3、必 须投 资 200 万 元左 右 购买自 动线 4、成 本偏 低 5 、宜 一步 法、 不宜包 边、 可翻边 、可 回收 1、 必须 投 资 200 万元 左右 购买 专用生 产设 备 2、适 用于 顶棚 有包 边要 求 的 3、 必须 两步 法生 产, 喷胶 污染 环境和 健康 4、模 具必 须加 热( 金属 模 ) 5、不 可回 收 1、 工 艺灵 活、 可繁 可简 、 一步两 步法 均 可生 产 2、是 目前 用量 最大 的一 种 基材 3、韧 性、 复原 性能 较差 4、不 可回 收 累计得分和倾向 46 发展趋势较明显 44 发展趋势较明显 40 39
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