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摘要:随着我国现代化社会经济的不断发展进步,对汽车的内外装饰的要求也在不断的提高。在汽车的内外装饰中的塑料成型模具是塑料零件制造的支撑工艺装备,在进行模具的制造过程中,主要有注射成型以及吹塑、吸附等一些模具类型。在塑料模具的使用过程中,主要包括家电、汽车以及航空航天等一些使用范围。
关键词:内外饰;模具;研究
引言:国内低端塑料模具技术基本成熟,而高科技大型、精密、复杂、长寿命的塑料模具还很缺少,发展相对缓慢。未来20年,塑料模具将着重通过模具技术提高塑料制品生产水平,促进模具上下游产业的发展,主要集中在高效生产,环保制造和高效三个方向。据估计,到2030年,中国的塑料模具技术将达到国际先进水平甚至实现弯道超车。
1塑料材料在汽车内饰件中的应用
汽车内饰件主要包括隔间的隔板、门饰板、仪表板组件、扶手、车顶棚、地毯、座椅、针织品、毛毡、皮革和其他零件。金属制品内饰件则在低端汽车制造中更为常见,手感和舒适性也有一定的局限性。在汽车的使用过程中,工程塑料的大量使用改变了过去采用金属制品存在的缺陷,一方面,它极大的改善了汽车的驾乘空间,并且节约了工程成本。另一方面,它具有更好的舒适性和更高的性价比。目前,用于汽车内外装饰的塑料材料已经占据了汽车内外装饰产品的大部分市场。随着中国汽车数量的不断增加,塑料装饰产品将极大的促进汽车工业的快速发展。在小型化和轻量化制造转型中,塑料在汽车中的使用将变得越来越普遍。此外,先进技术的使用和产品的性能也将有显着提高。从国内外的发展规律和现状来看,PVC材料逐渐被取代,具有触控功能的聚氨酯材料将得到广泛应用,便于人们在驾驶过程中体验触摸屏带来的便利。
2未来市场需求及产品
2.1高效生产的塑料模具技术
2.1.1现状
目前,我国汽车、电子和医疗设备对塑料制品的需求越来越大,同时,塑料模具的生产规模也得到了很大的发展,可以弥补这一需求。随着工业化进程的不断推进,塑料模具行业需要具有更高的生产效率塑料产品的注塑成型可以通过缩短成型周期和降低成本来实现,但也必须包含浇注、保压、冷却和开模等成型过程,并且需要满足一定的质量要求。因此,采用高效的模具生产技术是提高塑料制品生产效率的重要选择。目前,许多发达国家已经开发出许多高效的塑料零件模具。但是,中国在高效模具研发技术上仍然相对匮乏,并且存在质量上也存在很大差距。
2.1.2挑战
汽车内外饰部件塑料成型模具的结构设计和产品性能需要进一步探索,其应用的稳定性是高效模具开发中需要打破的关键技术。
2.1.3目标
首先,基于当前中国汽车工业的发展,利用层压模具技术的特点进行不断创新。其次,充分利用世界上已有先进水平,从而完成产业化。目前中国领先的公司已对铝合金和铜合金进行了实验,未来,可以实现新型导热材料的定位,相应的模具设计技术逐步成熟。最终,预计到2020年,中国将开发出一种能够有效降低成本的新兴模具生产技术,并且掌握其关键技术进行高价值汽车原件的生产,以及相应的技术应用于小规模生产,从而达到世界先进水平,在塑料产品的开发和制造过程中,更具创新性发展前景。
2.2环保制造模具技术
2.2.1现状
未来塑料零件成型模具的应用更侧重于低污染和节能材料的应用,而模具技术也是实现这些目标的重要因素。目前,中国在塑料制品模具的环保研发和稳定性方面和发达国家相比仍存在较大差距,这些模具仍然需要进口以维持生产和应用。
2.2.2挑战
在新型高光模具方面,中国国内高光模具技术已基本成熟,但仍存在寿命低,硬度低的问题。在解决和发展相应的专业问题方面仍有很大的发展空间。在薄膜印刷方面,也未能达到自给自足的水平,还大部分依赖进口,并且降低了模具的生产自动化水平。同时,还需要解决模具生产的产品与中下游产业链不相容的问题。
2.2.3目标
预计到2020年,中国的电磁预热和红外线加热等高光模具技术将相当成熟。未来,新的加热方式将使高光模具达到世界先进水平。掌握IMD/IML技术的复杂形状也将对汽车内饰和外饰件的塑料成型模具产生一定的影响。未来,低压一体化注塑模具的发展也将渗透到汽车内外饰件的塑料制品中,并将大量涌入。预计到2030年,低压注塑产品的设计将更加成熟,模具技术将发展到世界先进水平。
2.3高品质外观的塑料模具技术
2.3.1现状
汽车内外饰,家电家具和日常用品的大多数外部覆盖物需要具有更美观的设计,并且还需要更健康和更安全,并且在与人体接触期间确保更好的感觉。这对塑料成型模具的开发提出了更高的要求,有必要实现塑料模具的整体创新。要在塑料模具的高质量外观和技术研发上建立更多的发展机会,不断完善相关技术。
2.3.2挑战
目前,中国还没有完全成熟开发大型复杂形状的注塑模具。一些大型设备在中国不能自制,产品设计水平很低,也表现出突出的问题。自注塑开始以来,许多国内企业更加关注注塑模具的发展,它们没有进一步开发的应用条件。在国内,仍然没有熟练掌握和发展塑料发泡模具技术,需要投入更多的人力和物力,力争达到先进水平。
3塑料材料在汽车外饰件中的应用
汽车外饰件的材质从以前的金属合金材料为主逐渐转变为以塑料为主,代表性的部件有保险杠、散热器格栅和侧防撞条。
3.1保险杠
保险杠是汽车塑料制品中最大的零部件之一,塑料保险杠目前占汽车塑料的40%以上。保险杠通常由韧改性聚丙烯材料和模制塑料片制成。玻璃纤维增强塑料也可以模塑,泡罩或注塑成型,易于加工,成本低廉重量轻,可回收利用。
3.2散热器格栅
散热器格栅是用于冷却发动机的开启构件,并且位于车身的前部。汽车铭牌镶嵌在中间,是汽车风格的重要组成部分。通常,它采用的材料是塑料,表面镀金属膜。目前,桑塔纳轿车的格栅由ABS制成。这不仅节省了组装精加工所需的工时,而且还能承受涂料固化的温度。
3.3侧防撞条
大多数汽车使用金属骨料和PVC型材粘合在汽车前部和后门下部。高端汽车使用RIM方法的PUR(反应注塑成型)。考虑到材料的回收和轻量化设计,许多侧面冲击材料现在采用改进的PP或TI注塑成型。例如,捷达轿车的防撞条由改性PP材料制成。
4新型汽车材料的开发及应用
4.1纳米复合材料
纳米复合材料是最近出现的一种新型材料。它由有机聚合物基质和纳米无机分散相(至少一个小于100nm的尺寸)组成。由于尺寸效应,比表面积大,界面结合强,纳米复合材料具有高强度,耐热,抗紫外线,色泽稳定,重量轻,阻燃性好,阻隔性能好,加工性能好等优点。此外,纳米塑料可以表现出良好的透明度和高光泽,因为纳米颗粒的尺寸小于可见光的波长。纳米复合材料在体积上与常规热塑性聚烯烃组分相当,但由于添加的纳米颗粒的量最小,因此成本较低。纳米部件的生产方式与热塑性产品相同,无需改变模具的设计或考虑单个模具的设计。其主要应用对象是保险杠,散热器,底盘,车身面板,轮罩。外部部件,如活动车顶和其他保护条,内部零件,如仪器和内饰板,安全气囊等。
4.2长玻璃纤维增强聚丙烯LGF-PP
近年来,STAMAX开发出一种长度为12-25mm的高弹性模量复合材料LGF-PP。该复合材料具有较低的密度,较高的强度,模量,韧性,较好的耐低温性,抗疲劳性,低成本和可回收性。LGF-PP的较高机械性能及其良好的模塑加工性(注塑,挤出,压制,层压)越来越受到汽车开发商的青睐。LGF-FP取代现有材料,用于仪表板支架,保险杠梁,防溅板,门和工业FEF等部件。宝马在微型底盘的前端组件系统中使用30%玻璃纤维增强PP材料。该材料通过集成悬挂式前端组件系统降低了成本,与GMT相比,可将组件质量降低30%。美国DOW化学公司使用该公司最新的结构粘合系统(LESA),并在钢中加入长玻璃纤维增强PP,形成塑钢混合系统。它只是一种环氧丙烯粘合剂,它将PP与金属结合在一起,不需要燃烧处理和电晕处理。从长远来看,这两项技术具有巨大的经济和性能优势。
结束语
在汽车内外饰的装饰过程中,通过使用塑料模具,可以有效的促进汽车行业的可持续发展,实现现代化社会经济的快速发展。
参考文献:
[1]王小亮.李明远.史永辉.塑料材料在汽车内外饰中的运用[J].工业,2016(2):00159.
[2]王桂森.张松岩.汽车行业中塑料材料在汽车内外饰中的运用探讨[J].工程技术:文摘版,2016(10):00270.