学术|制造研究
ACADEMIC
Discussion on the Corrosive of Car Exterior Plastic Parts
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）
（SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd.，Liuzhou 545007，China）
时红林、刘灵祥、邓念伦
Shi Honglin、Liu Lingxiang、Deng Nianlun
摘要：本文从汽车内外饰塑料件的皮纹腐蚀的定义、目的及分类，皮纹腐蚀原理、工艺流程以及内外饰塑料零件皮纹的开发流程等几个方面进行了阐述。关键词：汽车内外饰件；皮纹分类；皮纹腐蚀工艺；工艺流程；皮纹开发流程中图分类号：U461 文献标识码：A
Absrtact ：This paper expounds the definition，purpose and classification of leather stripe corrosion of
automobile interior and exterior plastic parts，the principle，technological process and the development process of leather stripe of interior and exterior plastic parts.Key words ：automotive interior and exterior accessories ；leather classification ；leather corrosion process ；technological process
0 引言
汽车行业中，塑料件的皮纹是影响汽车内外饰风格的最重要
因素之一。随着国内汽车行业的不断发展，消费者对汽车内外饰零部件提出了更高的要求，特别是在精细化和个性化方面。内外饰皮纹涉及到美学、触感以及安全性等，并对汽车零部件产品外观缺陷度有一定的削弱作用，同时能够提升汽车零部件的品质和价值，能够有效的提升产品的市场竞争力量[1]。
1 皮纹腐蚀基础知识概述
1.1 皮纹腐蚀的定义
皮纹腐蚀是采用药水腐蚀或者激光雕刻工艺，仿造皮革和织
物面料等的纹路，复刻在模具表面的技术。常用于遮盖塑料件表面缺陷，提高表面质感，统筹内外饰装饰风格，以及提升内外饰整体外观质量。1.2 塑料皮纹的目的
（1）掩盖成型上的缺陷：让焊接痕、光泽不均等变得不明显。（2）提高商品性：让外观更加美观，提高触感和质感。（3）安全对策：防止光的反射扩大视野范围。1.3 皮纹的分类
皮纹通常分为以下几类（图1）。
（1）粗皮纹（高可见区）：仿皮革、面料效果，手感圆润；
遮盖缺陷，统一装饰风格，常用作主纹理。例如仪表板组件及门饰板等。
（2）细皮纹（低可见区）：仿磨砂、类肤效果，手感细腻；有档次，功能性部位使用较多，提升感知质量。例如副仪表板、电器或开关面板等。
（3）几何皮纹：光变效果，视觉冲击强，突显亮点，营造科
技感；在新能源车型上常用做主纹。例如新能源车门饰板和仪表板组件等。
2皮纹腐蚀的工艺原理及流程
2.1 模具皮纹腐蚀工艺原理
皮纹药水腐蚀工艺原理：采用抗蚀转印油墨，在贴花纸上丝
网印制装饰皮纹，用贴膜法把装饰皮纹油墨转印到模具上。经干燥修整后，进行化学腐蚀，便在模具上制得凹凸型装饰皮纹[2]。
皮纹激光雕刻工艺原理：将模具图档经人工编程与渲染后，
采用专用的设备进行加工，纹理风格多变、设计自由度大，具有极佳的视觉表现力，成本较高。2.2 模具皮纹腐蚀的工艺流程
本文研究的汽车塑料零件皮纹中，比较常用的是化学药水皮
纹腐蚀工艺，流程图如下（图2）。
图1 皮纹的类型
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2.2.1 皮纹纸制作
皮纹纸制作一般按照以下步骤。
（1）底图的制作：电脑、手工绘制或者直接使用塑料样件和人造革上的皮纹底图。
（2）照相制版：采用CR或SO软片，1：1对底图进行拍摄。 （3）油墨调配：沥青油墨、2711—4油墨以及No.78燥油按照比例调配，便制得抗蚀转印油墨。
（4）制丝网版：用200～300目黄涤纶丝绢，0.02 mm 厚的蓝感光膜，铝质框架和照相底片，按制造印刷线路丝网版的方法制造。
（5）贴花纸印皮纹：丝网印刷机装上丝网版，橡胶刮板放上适量抗蚀转印油墨，再用贴花纸印制[3]。
（6）油墨干燥：将印好的皮纹纸放入烘箱网格上，烘至油墨半干状取出，保存好待用。
2.2.2 组模、模具保护
皮纹腐蚀对模具的要求：将塑料模具需要做皮纹的相关滑块进行合模，并进行常规检查。皮纹面的粗糙度要求：粗皮纹400目以上，细皮纹和几何皮纹600目以上，且不应有砂孔、划伤，以保证皮纹的完整、清晰和一致性。不允许有夹线和段差。原则上模具皮纹面不允许有烧焊，如果确实需要烧焊，需要用模具的本体钢材，烧焊后纹路效果一定会出现差异。如模具皮纹面有以上问题，必须修复好才能做皮纹。
模具保护：对不做装饰纹区域的孔/槽用橡皮塞、橡皮泥或封箱带等填充保护，表面用硝基漆、过氯乙烯漆保护，刷涂2～3遍，连接处用3M反腐蚀胶带保护。
2.2.3 模具前处理
喷砂检查：检查模具表面质量问题，比如段差、夹线或抛光不顺等。药物检查：检查模具材质问题，比如材质不同、烧焊或火花。
2.2.4 划分纹理区域
一般在零部件的光板件上，用油性笔标注皮纹腐蚀区域及皮纹的纹理方向，对于细小的部位根据实际情况加注文字等说明，以便进行印纹（图3a）。
2.2.5 印纹
皮纹印纹：根据产品模具结构的特点，将整张的皮纹纸分割拆切成便于模具粘贴的形状。油墨面向模具，将皮纹纸贴于模具上，细心粘贴，要求平整不起皱。用柔软适中的毛刷反复压擦，撕掉贴花膜，使皮纹纸上的油墨转印到模具上（图3b）。
干燥：转印到模具表面的皮纹油墨，夏天可在通风的环境中自然晾干，冬天可用暖气或者红外线烘干。
修纹：贴花转印相互衔接的地方以及有缺陷的皮纹处，需要用小号的描笔油墨修补，补后需要烘干。再去除多余的油墨，直到皮纹均匀清洗，连接自然。
贴胶：在皮纹与非皮纹交接处贴上一圈防腐蚀的3M胶带，防止药水渗入。
2.2.6 腐蚀
皮纹腐蚀液的配方：三氯化铁450～560 g/L；盐酸5～10 mL/L；煤油10～15滴/槽。
腐蚀前准备工作：首先用氧化镁水浆除油及清洗，再用自来水喷射自来水约1 min，以检查油墨与模具A面结合是否牢固。如果在上述的操作过程中，有油墨脱落的情况，应立即停止皮纹腐蚀，重新贴花转印。
柳州五菱2.2.7 检验
皮纹腐蚀深度检测：每一次腐蚀后需对皮纹的深度进行检测，如果腐蚀深度不符合要求，需要重新入池腐蚀。精细的皮纹深度偏差应该控制在0.03 mm以内；非精细的皮纹深度偏差应该控制在0.05 mm以内。
油泥的目测控制：用肉眼和相关工具（放大镜等）与纹理标准参数对比。
（下转第47页）
图2 皮纹药水腐蚀工艺流程
图3 划分纹理区及印纹
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（上接第44页）
激光测量仪测量：垂直测量，选用最深的值与标准参数对比。
喷砂检查：对皮纹面进行喷砂，检查皮纹的完整、清晰和一致性等。
油墨清理：需多次腐蚀时，在下一遍皮纹复试前，需要将油墨打磨/抛光，以便进行下一遍印纹。
2.2.8 拆模、清理、防锈和包装
将漆、橡皮泥等拆掉，在模腔内喷涂防锈油。对药水渗入腐蚀的地方进行打磨，除去模具上的其他污迹。最后对磨具包装，保护模具皮纹面，防止吊装及运输过程中碰坏皮纹。
3 结束语
汽车零部件的皮纹能够有效提升汽车的舒适度和美观性，同【参考文献】
作者简介:
时红林，本科，工程师，研究方向为汽车内饰零件开发。
[1]蔡琼宇.关于汽车内饰件产品的皮纹模拟工艺介绍[J].时代汽
车,2018(06):146-147.
[2]王健.汽车的内饰皮纹工艺与设计原则[J].产业与科技论
坛,2011,10(22):168.
[3]李杨，吴之秋，唐源鸿.汽车内饰彩、纹理设计流程解析[J].汽车工
程学报,2014,4(02):143-150.
[4]朱倩，李晓峰.汽车内饰皮纹的设计[J].机械,2015,42(07):54-59+63.时对汽车的造型设计、质量管控
以及结构设计等方面都起着重要作用。本文简要地从皮纹腐蚀的工艺流程等方面进行了描述和梳理，以使产品开发人员对皮纹腐蚀有基础的认识[4]。
【参考文献】
作者简介:
术,2015(10):196-198.
则该螺栓的安全系数为：
若规定曲轴皮带轮螺栓的安全系数评价标准为大于1.2，则该螺栓的安全系数S小于1.2。因此该曲轴皮带轮螺栓的强度不符合评价标准，即该螺栓强度不满足设计要求。应通过适当的优化措施，以提高螺栓的安全系数。
6 优化措施
从公式（2）、（5）和（6）可以看出，优化措施可以考虑从以下几个方面入手：增大螺栓直径（应力截面积增大）；增大曲轴链轮与曲轴接触面有效半径；减小曲轴前端总扭矩。
由于曲轴前端总扭矩的构成中，曲轴前端扭振力矩占了绝大比例。但一般发动机性能目标及曲轴系统确定后，曲轴扭振力矩所能降低幅度有限。因此，减小曲轴前端总扭矩这个措施不是最理想的。
通过观察公式（5）可以看出，通过更改曲轴链轮与曲轴接触面的半径，对于提高摩擦面的有效半径效果不是很明显。所以提高曲轴链轮与曲轴接触面有效半径这个措施也不是很理想。从公式（2）可以看出，通过增大螺栓直径（应力截面积）的方法，能较大幅度地提高螺栓夹紧力，从而形成较大的摩擦力矩。增大的曲轴皮带轮螺栓规格如表3所示。
查表可得，规格为M14×1.5的螺栓的应力截面积为125.0 mm2。
所以，其夹紧力为：
F=0.85×940×125=99 875 N
曲轴链轮与曲轴之间产生的摩擦力矩为：
则该螺栓的安全系数为：
所以，新的螺栓强度满足设计要求。
7 结束语
本文从最有可能发生滑动的接触面（曲轴链轮与曲轴摩擦接触端面）入手，分析并计算出了某型号发动机的曲轴皮带轮螺栓M12×1.5在屈服拧紧的情况下，提供的摩擦力矩小于1.2倍的曲轴前端总扭矩，得出该螺栓强度不满足设计要求。通过提高螺栓直径的方法后，螺栓强度得以满足设计要求。
直公称径/mm螺距/mm螺杆长度/mm螺栓等级
14.0 1.565.010.9
表3 曲轴皮带轮螺栓规格
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