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开发设计、材料选型、模具设计、工艺设计4个方面介绍了整个汽车地毯的开发过程及注意事项。【关键词】汽车地毯；模压；冲裁；机器人水切割【中图分类号】TS176.06【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）08-0079-02
0前言
随着中国汽车产业的蓬勃发展，市场消费者对汽车的选择除了时尚的外表和合理的性价比外，精细舒适的内饰也成为消费者购车的重要因素。而汽车地毯作为汽车内饰覆盖件中的关键零件，除了外观覆盖，脚踩时的软触感、开车时的吸音隔音效果也成为汽车地毯的关键功能。如何将汽车内部地毯外观与功能完美地结合成为汽车设计的研究课题。
1产品的设计
现今市场上出现的地毯，主要有一体式和分段式，材料类型较多，由单一材料到复合材料，由硬质材料
到软质材料，种类越来越多。地毯是车内部的一个大型覆盖件，与它配合的零件非常多，主要有立柱护板、门槛压条、座椅安装脚、座椅滑轨、副仪表板、中控箱等，因此设计的时候需要根据车身配合情况及整车定位进行合理的设计选型。下面主要介绍几种产品设计形式。
1.1地毯分段式结构
所谓分段式设计就是将整车地毯分成至少一个以上的单元产品分开设计，各自独立，通过装车搭接组成一个整体。该种形式在前期开发过程中，投入的模具工装费用较多，但其优点也很多，主要有以下三大优点。
（1）对于车身覆盖区域较大，前部车身宽度大，后部车身宽度小的车身钣金，可以通过分段地毯设计的结构减少材料的浪费。
（2）某些车型因装配的需要和方便性，车身过长，也需要采用分段式的设计保证装车的便捷操作。
（3）很多商务车考虑到人货共载，需采用分级式设计，在主驾区域使用高质材料，提高客户的使用舒适性，在车身后部载货物区域则使用一些更耐磨、便于维护与清理的材料。
1.2地毯材料的选择
无论分段式还是整体式地毯，均离不开材料的选用，材料的选择对于地毯的功能起着决定性的作用，汽车行业的发展使地毯材料的选择范围越来越广，材料的选用主要有以下几大类。
（1）PVC 合成树脂类地毯。材料的主成分为聚氯乙烯，主要包含树脂、增塑剂、稳定剂、滑石粉等。材料有良好的拉伸延展性，最大的优点是好清洗，不容易霉变，安装贴合钣金好，适合人货两用，通常制成皮的厚度为1～3mm ，根据需求贴合XPE\EVA 等材质增加其脚踏舒适性及增强吸音、隔音的功能。
（2）单层PET 植绒针刺地毯（PET 纤维+定型胶+PE 淋膜或多层纤维组合结构）。主要成分为聚酯纤维或涤纶纤维，根据需求开松织造不同簇绒纹理外观的毯面，中间层主要为定型胶和背层PE （聚乙烯）淋膜，材料经过开松、铺层、针刺、涂胶复合，根据车身钣金拉伸高度和吸音要求选择材料各层厚度及克重。
（3）PA 簇绒地毯。材料主要通过机器织造、上胶、割绒、复合、收卷等工序制成，其生产成本较高，材料具备优良的吸音、隔音效果，拉伸成型且硬挺度饱满，在高端车上使用居多，同时材料具备更优良的保温和降噪功能，其清洗维护也方便。
（4）要实现毯面复合多种形式的附件加强效果，可以选择聚氨酯发泡材料、EPP 整车发泡材料、吸音棉、EVA 隔热垫、XPE 材质；这些材料各具优缺点，通常根据车身设计的需要和市场定位进行综合
选择。以上材料均能有效地提升整车降噪吸音的效果，同时还能提升整车的舒适性。
2生产工艺研究
2.1地毯成型工艺介绍
地毯成型流程：上料、烘烤、一体冲裁成型、发泡、装
【作者简介】尹程，广西方鑫技术中心有限公司副主任，从事汽车内外饰零部件的研究开发及管理工作。
汽车隔音汽车地毯设计及成型工艺
尹
程
（广西方鑫技术中心有限公司，广西柳州545005）
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配；对于发泡类地毯，需要在成型后增加发泡工序，对于非发泡类地毯，可省去此工序。
地毯材料由于拉伸性能的差异，材料在烘烤成型过程中对温度的敏感点会因材料及环境温度不同而存在差异，部分材料在烘烤过程会出现二次收缩，因此需要通过增加大梁夹持或弹簧拉伸等自动化装备实现材料烘烤收缩变形的管控，保障生产的稳定性。
由于毯面模压成型后会有一定的收缩，因此需要根据产品的造型和拉伸设定产品的收缩变形量，按照主机厂发布的车身数据开模，很难制造出合格的地毯，必须根据经验和材料拉伸收缩率等特性，在产品开模前调整三向收缩率，再根据模具材质进行收缩比预放，才能生产出合格品，因此在一体成型冲裁模具上，对产品的型面收缩调整需要操作人员有一定的技术经验和知识积累。
2.2地毯装配生产介绍
由于主机厂的车型不同，地毯背面的装配辅件也各不相同，有EPP发泡垫块，也有EVA、PET吸音毛粘和XPE等轻质降噪吸音材料，因此在装配以上辅件的时候，尽量选择在模具成型过程装配，通过本体材料遇热后自动带胶高温粘贴的方式，减少使用二次胶水装配增加整车VOC挥发量的后工艺，经济成本和整车环保性均比二次装配工艺优秀。
各装配工艺优缺点对比见表1。
3软工装模具验证及工艺注意事项
开钢模前，可使用修改相对简便的树脂模具对钢模结构及工艺的合理性进行充分的验证，可减少或避免后期钢模的改动。同时，受工艺的影响，在实际生产过程中，随着材料的热量不断传递到模具上，模具温度的升高会导致产品整体或局部收缩，因此模具上应设置冷却装置，保持模具恒温，使生产过程保持在一定温度下进行，最大限度地控制产品稳定的收缩。零件成型尺寸稳定后，使用成型冲裁一体的生产工艺，可保证产品周边尺寸、定位销孔及装配孔的位置度及其他配合尺寸的稳定。
在转化产品数据的过程，需要考虑地毯模具实施的成型工艺，需要考虑模具的收缩、拉伸高度而设置模具的收缩率及工艺圆角处理，为避免材料的拉薄、拉裂，产品结构上尽量避免尖角，根据不同的材料使用不同的装夹方式，如使用可伸缩的弹簧夹持面料，材料在成型拉伸时弹簧伸长，材料不会被过渡拉伸，同时有一定拉伸力，零件圆角部分也不会产生褶皱等模压工艺常有的质量缺陷。
4结论
随着汽车行业竞争的日趋激烈，主机厂对产品零部件不再单一追求满足造车的外观感知，更追求和关注车内的舒适感，我们在考虑零件低成本制造的前提下还需要考虑车身的性能最优化，在满足整车需求的前提下，汽车整车空气质量的整改和提升是目前汽车内饰件共同面临的重要课题。
参考文献
［1］刘娟不同材质的面饰材料在汽车地毯上的应用［J］汽车工程师，2015（6）
［2］万玉峰，姜海涛汽车地毯热拉伸性能研究［J］工艺研究，2013（6）
［3］朱维珍真空去除汽车地毯VOC的方法［J］汽车工艺与材料，2014（8）
［责任编辑：钟声贤］
名称生产效率/产品质量生产成本
高回弹聚氨酯泡棉生产效率低，成型与发泡分工序进行成本高，环保因素影响，材料涨幅大，吸音优秀再生海绵生产效率高，成型过程可通过高温模压一体黏合使用聚氨酯边料二次回收再加工，成本低，但VOC不可控、吸音一般吸音毛毡生产效率高，成型过程可通过增加低纤维毛毡、高温模压一体黏合成本居中，环保，VOC、吸音优良
EVA隔衬生产效率低，需要二次粘贴成本高，不环保，气味大，不推荐使用
XPE隔片与地毯材料高温符合，效率高成本高，环保
EPP脚垫生产效率低，需要与地毯二次粘贴，或分开造车成本较低，环保、舒适感略差，不适合大面积使用
表1各装配工艺优缺点对比
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