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10.16638/jki.1671-7988.2018.07.040
蒋志军，张志刚，吕崇建，张明，李隆欣
（北京汽车股份有限公司汽车研究院，北京 101300）
摘 要：现今软质包覆件已广泛应用于汽车领域，对提升汽车内饰感知质量和乘坐的舒适性、安全性、具有重要意义。文章从包覆定义入手，介绍了包覆工艺的种类，以汽车门内饰板扶手为例，介绍了门饰板基材的表面处理要求，泡棉触感要求，胶水的选择要求等，然后重点介绍了门饰板包覆的工艺选择，以及在设计初期，包覆工艺对A 面的要求，扶手内部结构包覆工艺的要求，以及周边件匹配的要求、包覆辅助工器具的要求。通过扶手包覆的验证，面料、骨架、胶水材料、A 面造型及结构有着密切关系，而且与过程中的胶水活化温度、表皮温度、基材温度、真空压力、保压冷却时间等同样有着非常密切的关联，不同的设计和不同的工艺参数，出现的结果也不同，因此当出现包覆缺陷时，应综
合材料的性质、产品造型、结构设计、工艺状态及温度环境才能进行合理判断，出缺陷形成的原因，从而从根本上解决问题，提高产品品质。
关键词：汽车门内饰板扶手；材料选择；包覆工艺；A 面造型设计；结构设计 中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)07-131-04
Research on the Design and Process of Automotive Interior Coating Parts
Jiang Zhijun, Zhang Zhigang, Lv Chongjian, Zhang Ming, Li Longxin
( R&D Center, BAIC Motor Corporation LTD, Beijing 101300 )
Abstract: Now soft coat parts has been widely used in the automotive field, to improve the quality of automotive interior perception and ride comfort, safety, convenience has a certain practical significance. This article from coated define ,this paper describes the coating of species to car door trim armrest for example, introduced door trim substrate the requirements of surface treatment, the requirements of foam touch, the requirements of glue choice, and then introduces door trim coating process select, as well as in the set meter early, the requirements of coating process of the A surface, the requirements of armrest internal structure coating process, and the requirements of surr
ounding pieces match, the requirements of coated auxiliary work device. By armrest coated verification, fabric, skeleton, glue material, the A surface shape and structure has a close relationship, and with the process of the glue activation, temperature, skin temperature, vacuum pressure, packing cool down etc. also has a very close association, a different set up meter and different, so when coated defects should be integrated material properties, product modeling, structure design, process state and temperatures to reasonably judgment, find out defect formation of the reasons to a fundamental problem solving improve product quality.
Keywords: automotive door trim panel armrest; material selection; coating process selection; A surface modeling design; structural design
CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)07-131-04
前言
随着汽车工业发展的速度越来越快，汽车生产商对汽车
作者简介：蒋志军，就职于北京汽车股份有限公司汽车研究院。中级工程师，工程师；研究方向：汽车内外饰件研发。
汽车实用技术
内饰
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车型和汽车内饰的研发工装也越来越重视，汽车内饰包括仪表板、中央通道、门饰板、侧围装饰板等零部件，其中门饰板的包覆件设计，对于提升汽车的功能、舒适性和美观性具有实际意义，因此得到广泛应用和重视[1]。
1 包覆的定义
通过人工或设备在塑料制品、木制品、自然纤维制品、钢制品等产品表面使用胶黏剂粘结上所需的软质或硬质面料的方法。通过此法可以提高手的触感、乘坐舒适性、便利性、安全性。
2 包覆种类（见图1）
包覆种类分为：手工包覆、模压包覆、阳模真空包覆、阴模真空包覆、平面硅胶膜压包覆、3D 硅胶膜压包覆等[2]。苏州车管所网站
图1 包覆种类[2]
3 门饰板包覆件
门饰板包覆件主要包括：上装饰板包覆总成和中装饰板包覆总成及扶手包覆总成[3]，本文通过以扶手包覆总成（见图2）为例分析其材料和A 面造型及结构与包覆工艺之间的关系。
图2 扶手包覆总成
3.1 材料选择
3.1.1 考虑为了降低成本我们选择了骨架的材料是 PP-TD20
其次根据大量对标得出骨架材料选用PP 原料占调查车辆总数的70%以上，因PP-TD20材料是一种半结晶结构，其中的晶体为球形[4]，通过显微镜测量，PP 塑料的表面粗糙度为7~15nm 之间，火焰处理（温度1000℃）后粗糙度可达到
40nm 左右（见图3），生成含氧的极性亲水基团（如羧基等），使其表面的张力增加，提高了吸附力，因为PP 为非极性材料，吸附力很差，必须进行火焰处理，且要用达因笔测试，使其表面张力达到38达因以上（见图4）。若低于38达因，则很容易产生开胶缺陷。
五菱宏光颜3.1.2 考虑扶手的触感要求
根据大量对标其他车型，并经密度测试得到PVC+PP 泡绵（面料规格：PVC 厚度1.0±0.2mm ，PP 泡沫厚度2.0mm ，密度25kg/m ³）的触感最佳。
图3 扶手骨架火焰处理
图4 扶手骨架张力检查
3.1.3 考虑面料与骨架的剥离力性能要求
灯语在胶水选择方面：通过与各胶水厂商交流和对零部件供应商胶水使用情况进行实地调研及对各牌号的水性胶水进行测试，发现不同工艺参数（胶水与固化剂的配比、胶水烘干温度和时间、固化时间等），导致的面料与骨架间的剥离力也不一样，经过实际验证得知，选用其中一款按胶水厂家推荐参数，如水性胶水与固化剂配比20:1，胶水配好后必须在60分钟内用完，不然会影响胶水粘结性能[5]，烘干温度83±3℃，烘干时间不低于10分钟，包覆成型后一般至少固化12小时后才能做相关性能试验，结果满足相关性能要求，也因水性胶黏剂比油性胶水更环保所以得到广泛应用。 3.2 工艺选择
根据面料的选择和公司对品质一致性及企业标准BAS-328性能的要求，我们的工艺方案是：
3.2.1 扶手骨架成型工艺：注塑成型
3.2.2 扶手包覆总成的成型工艺（见图5）：真空吸覆
图5 真空吸覆成型
蒋志军 等：汽车内饰包覆零件设计与工艺研究
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3.2.3 肘靠成型工艺流程图：见图
6
图6 工艺流程[6]
3.3 扶手A 面造型包覆工艺可行性分析
3.3.1 经测量骨架A 面最小圆角R 为1.0mm
根据的实际验证得知，如果骨架A 面最小圆角R 小于1.5mm ，在真空包覆成型作业过程中尖角处烫伤PVC 皮，在真空负压作用下，内应力不断增大，最终在尖角周围的内应力作用下拉破表皮，这种破口一般较大且收缩成圆形，拉伸较大的一侧，多伴随粘结不良（见图7和图8），为了避免粘结不良，骨架A 面最小圆角R 需要大于1.5mm ，但是因我们选择的最小面料厚度为2.8mm ，所以骨架A 面最小圆角R 需大于等于2.8mm 。
图7 尖角
图8 粘结不良（开胶）
3.3.2 经测量骨架最窄面宽为
35mm
图9 窄面实测
图10 刚性弱
根据实际验证得知，如果骨架A 面最小面宽小于20mm ，骨架在表皮压力作用下，骨架很容易折断，并且刚性也很弱，
不利用真空包覆成型（见图9和图10），因实际测量该扶手骨架最窄面宽大于10mm ，结果是满足包覆成型。 3.4 扶手结构包覆工艺可行性分析
3.4.1 经测量骨架B 面结构与翻边间距为3.0mm （见图
11）
根据实际验证得知，如果间距过小，不利于包边工具操作，包边工具厚度一般为 5.0mm ，结合最小面料厚度为2.8mm ，骨架B 面结构与翻边间距最小为包边工具厚度加上面料厚度的总和为7.8mm ，由此可知不仅不利于包边，还多伴随多余料凸起，影响匹配。所以设计时应必须考虑包边工具操作空间，同时也需要结合各供应商的实际情况（不同供应商包边工具有所不同）。
图11 工具操作空间实测
3.4.2 经测量面料反包到B 面的余料宽度大于10mm 根据实际验证得知，如果不能反包或包边面料宽度小于
10mm ，包覆成型后PVC 表皮内部残存的张紧力会渐渐释放，使得出现面料从骨架上脱离质量问题（见图12），为了避免出现此类质量问题，若不能反包，需在距面料边界上方4.0±1.0mm 处打钉固定，相邻两钉间距需30.0±5.0mm （见图13），若可以反包，包边面料余料宽度需大于10mm，并保证包边边界处切口整齐（见图14）。
图12 面料与骨架脱离
图13 打钉固定
图14 包边边界切口整齐
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新款五菱汽车134
3.4.3 经测量骨架真空孔大小均为1.5mm
正投影面上相邻两孔距（实际测量了3组）分别为：70.5mm 、55.8 mm 、35.5 mm ，侧面没开孔，
拉伸翻边面上相邻两空空间（实测3组）分别为28.8、41.2、26.2（见图15），根据实际验证得知，如果真空孔径小于面料的60%，孔距超过6.0mm ，特别在阴角处的面料与骨架出现脱离质量问题（见图7），由此可见扶手的真空孔径小于60%的最小面料厚度1.68mm ，孔距也符合，所以需要将真空孔径尺寸改成1.68 mm ，距阴角3.0±1.0mm 处的相邻两孔距改成6.0±0.5mm ，非拉伸面上的真空孔距小于等于50mm ±0.5mm ，侧面孔径和相邻两孔孔距大小参照阴角处的真空孔。
图15 真空孔测量
3.5 扶手与周边件匹配可行性分析
3.5.1 经测量扶手与门内拉手的匹配处最大间隙为1.0mm 超出DTS 规定的干涉1.0mm （见图16），根据实际验证得知，在真空包覆成型后，特别是在拉伸区域表皮受热拉伸，厚度会有损失，所以在骨架设计时一定要考虑补偿设计，特别是与周边件有匹配关系处，除了需要考虑干涉量，也有考虑面料拉伸后的厚度变化，对于面料拉伸后的残余厚度与面料的拉伸伸长率和拉伸长度有关系，常用的解决措施是在骨架上加胶补偿。
图16 扶手与门内拉手匹配间隙
3.5.2 经测量扶手与开关面板的匹配处开关面板高出扶手
0.5mm
图17 扶手与开关面板匹配处面差
超出DTS 规定的干涉-0.5/0mm （见图17），根据实际验证得知，在真空包覆成型后，特别是在拉伸区域表皮受热拉伸，厚度会有损失，并且产品边界处的表皮厚度要比其他区域薄，所以在骨架设计时一定要考虑补偿设计，除了需要考
辽k99999虑合适的干涉量，也有考虑面料拉伸后的厚度变化，对于面料拉伸后的残余厚度与面料的拉伸伸长率和拉伸长度有关系，常用的解决措施是在骨架上加胶补偿。 3.5 扶手包覆辅助工器具可行性分析
3.5.1 经手工包边验证得知（见图18）
一个熟练工平均每个件的包边时间大约需要20分钟，并且包边后的边界不整齐，这样一来，不仅影响了匹配后的效果，而且还影响了包边效率，为了解决此类问题，需要通过包边辅助工装来保证包边质量（见图19）。
图18 手工包边
图19 包边工装
4 结论
通过以上扶手包覆验证，得到了很多的参数，这些参数对优化设计有着非常重要的指导意义，从验证过程可见一个合格的包覆件设计不但与面料和骨架及胶水材料选择和A 面造型及结构有着密切关系，而且与过程中的胶水活化温度、表皮温度、基材温度、真空压力、保压冷却时间等同样有着非常密切的关联，不同的设计和不同的工艺参数，出现的结果也
不同，因此当出现包覆缺陷时，应综合当前材料性质、造型、结构、工艺状态及温度环境才能进行合理判断，出缺陷形成的原因，从而从根本上解决问题，以此来提高产品品质。
参考文献
[1] 张清官，杜建辉，丁卫臣，王强.汽车门护板包覆工艺与结构的研究.
长城汽车股份有限公司.2014.
[2] 汽车内饰表皮包覆真空吸附增压技术.上海力升机械设备有限公
司.百度文库.2016.
[3] 门饰板面料包覆工艺.海马研发.2015.
[4] 燕飞.聚丙烯表面改性涂层材料的研究[M].武汉理工大学.2014. [5] 朱健琦.热压件与包覆件质量控制.延峰伟世通汽车饰件系统有限
公司.百度文库.2015.
[6] 汽车内饰包覆工艺及流程.上海力升机械设备有限公司.百度文
库.2016.
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