汽车座椅发泡工艺简介
一、发泡
二、发泡模具
根据发泡件设计和发泡生产工艺的要求，用来制造生产泡沫件的模具我们称之为发泡模具。按照模具结构分，可以分为两片式（见图8-36）和三片式（见图8-37），按照分型面的制造方式又可以分为环氧分型面模具和电火花分型面模具，按照模具型腔的制造材料分，发泡模具又可以分为环氧模和铝合金模。
图8-36 两片式模具（上、下模）
图8-37 三片式模具（上、下模和模芯）
发泡模具的设计、制造工艺流程分为以下几个主要步骤：
设计输入信息的整理和分析：设计输入信息包括车型、座椅配置、开发进度、项目预算、开发依据（三维、两维、样件）等；
数据的处理（主模型、铝模、检验卡板），主模型是含综合收缩率的放大了的模型，一般采用铝模。铝模是综合收缩率－铝合金材料收缩率的成形模具。检验卡板是用来检验泡沫件产品尺寸的检具；
输出模具开发的技术、工艺要求；
翻砂模制作和检验：翻砂模是在主模型基础上制作的用来为铝合金翻砂做准备的模型，它将确定包括型腔角度、分型面、安装尺寸、水管分布、壁厚等所有的模具结构，为将来模具的最终结构提供了保证，它质量的好坏将直接影响到翻砂铸造的质量；
翻砂和铸造：在翻砂模基础上，用砂箱进行造型，为浇注铝合金做准备，这一过程为翻砂。翻砂完毕后，将通过各种工艺控制后达到浇注标准的液态铝合金浇入砂箱，冷却成型的过程为铸造，翻砂和铸造直接影响到将来模具的内在质量和模具后加工的质量；
铝模的加工、装配和检验：包括型腔、外围尺寸、分型面的加工和检验以及零部件装配（定位装置，气缸，管接头等）；
试模验证：经过模架安装，零部件定位，自动排气气缸安装，工艺参数准备等相关的准备工作后，便开
始上线试制，熟化后进行尺寸和性能检测。
模具完成之后，按照一定的轨迹、一定的流量和一定的浇注时间向模具中进行注射，并控制原料的温度、模具的温度以及压力，原料在一定的温度下反应，成型时间约为几分钟，泡沫出模后，进行破泡处理，否则泡沫容易收缩开裂，最后进行熟化，该过程需要几小时，就得到了我们的最终产品。
发泡模具设计时首先确认模具的结构，是两片式、三片式，还是一模多种配置；其次要选择分型面，是环氧或是电火花，并根据产品的外观、功能确定模具制造工艺以及发泡工艺，确定分型面的分布；再次为零部件的固定和定位，选择骨架定位基准并控制公差；还需要考虑收缩率，上文中也提到了综合收缩率，它的影响因素有很多，聚氨酯发泡原料的收缩，铝合金材料在浇铸过程中的收缩，泡沫内零部件的形状、位置的影响，泡沫尺寸形状、结构的影响，包含以上各种收缩因素得到的收缩率，称为综合收缩率。
影响发泡模具制造质量的设计因素：数据设计直接影响着发泡模具的质量，因此在数据发放之前，需要经过严格的审核，以确保数据符合STO造型及其它设计输入如H点、骨架、车身环境和功能等要求的同时，满足模具制作的要求，这里总结了一些泡沫设计要求，如下表8-6所示：
8-6 泡沫设计要求
3.除特别限制外，泡沫厚度尽量避免小于6mm的设计
4.针对发在泡沫内的骨架，如果不外露，骨架表面和泡沫表面的距离必须大于或等于
6mm
槽标记和ILD测试1.面套用槽，通常槽宽5mm，深18mm，C形环处深7mm，长25mm
2.是否有必须的ILD测试标记
3.对相似的左右两个零件，应考虑作出"L"或"R"标记
嵌件设计1.应在设计中至少表示出毡布、加强块、钢丝、骨架等发在泡沫内的所有零部件的轮
廓
2.面套吊紧钢丝尺寸和形状必须便于生产中安放定位
汽车甲醛3.加强块和毡布的设计应便于放置、定位
4.骨架的设计应便于放置、定位，尽量避免出现不利于模具制造和产品生产的结构
5.发在泡沫内的所有零部件的定义，尽可能选用标准件
三、发泡的硬度和密度
泡沫的密度和硬度是发泡的重要参数，密度影响泡沫的耐久性，硬度是在泡沫受承载的情况不发生变形的重要因素。泡沫的硬度和密度直接影响着座椅乘坐的舒适性。
在最大允许承载的情况下，较高的密度会带来较好的耐久性能，但密度太高反而导致硬度高，影响乘员乘坐舒适性。同时较高的密度也会增加发泡成本，高密度的泡沫意味着给模具注入更多的泡沫原材料，所以控制发泡的密度尤为重要。密度太低，泡沫的物理性能无法满足乘坐的舒适性要求。
泡沫硬度通过压陷载荷来体现（Indentation Load Deflection，简称ILD）。是用于确定座椅发泡厚度压缩到50%所需要的载荷。ILD主要取决于发泡成分和发泡厚度。ILD是用以确定人体给泡沫加载力时泡沫的压陷量，是衡量乘员乘坐舒适性的重要指标。
测量ILD值，需要一个与发泡B面（一般为座椅骨架支撑面）相匹配的夹具，排除测量时由于非发泡变形产生的误差，如发泡B面腾空。发泡B面支撑面受力不均而导致局部压缩量大。测量ILD值时，应模拟乘员正常乘坐时所接触的位置（测试压盘直径φ203mm），测试方法如下图8-38所示。
图8-38 测量ILD值装置
座椅泡沫的性能要求见表8-7：
表8-7 汽车座椅泡沫材料的一般要求
泡沫性能主要体现在颠簸和蠕动试验，验证座椅的骨架、泡沫和面套的疲劳寿命，在100次/min的频率下，进行坐垫100 000次、靠背50 000次的振动试验，试验的样品应无异常情况出现，座椅骨架无裂缝，泡沫无变形，面料和衬垫无破损，H点最大变动在额定范围之内。
四、总结
座椅的发泡在座椅上占有者非常重要的地位，包括座椅的乘坐舒适性、耐久性，以及碰撞过程中对乘员的保护及吸能性、在整车内饰NVH中的吸音性能等都和发泡密切相关，因此发泡的设计就显得尤为重要。
目前我们国家在发泡设计及制造工艺上相对汽车制造的发达国家而言还存在很大的差距和不足。很多诸如日本等国，目前在发泡工艺上有很多新的一些工艺应用，已提高座椅的舒适性及安全性，如双密度发泡工艺等目前都在快速推广普及中。在这方面，作为一个国内的汽车制造商，我们要走的路还很长，需要依靠大家共同的努力使我们国家的汽车制造工艺更上一个台阶。
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