仪表板阴模真空成型制造工艺研究

仪表板阴模真空成型制造工艺研究

相海东

余姚领克汽车部件有限公司  315400

摘要：文章以IMG-S工艺为例，在简单说明仪表板阴模真空成型制造的总体思路的基础上，从木模加工、包覆模加工、主模型制作与确认、镍壳制作以及模具整体装配这几方面入手，着重探讨了仪表板阴模真空成型制造的工艺流程与要点，以期为仪表板阴模真空成型产品的高质量生产制造提供在技术与操作方面的参考、借鉴，以此推动仪表板阴模真空成型产品制造效果的提升。

关键词：仪表板；阴模真空成型；制造工艺；IMG-S工艺

引言：现阶段，实际可以应用于仪表板阴模真空成型制作实践中的工艺类型相对较多，包括IMG-S工艺、IMG-L工艺等等。相比较而言，IMG-L工艺虽然拥有更为简单的加工操作流程，但是产品设计要求偏高，也有着一定的特殊性，且若是发生模具损坏，那么实际投入的维修成本更高。因此，IMG-S工艺的应用优势更为明显。基于此，在本研究中，重点针对IMG-S工艺进行探讨。

一、仪表板阴模真空成型制造的总体思路

   当前，在没有特殊要求的条件下，IMG-S阴模真空成型工艺的主要展开流程如下所示：开卷TPO材质表皮，切实参考产品设计尺寸，在裁剪区域内对TPO材质表皮进行裁剪处理；裁剪结束后，在夹紧框的支持下，向加热区域内拖入表皮，以此实施对表皮的加热处理；表皮加热作业完成后，将其迅速转移至成型区域内，实施对上模与下模的合模处理；在模具内实施抽真空处理，以此加工制作出具有形状、纹理的表皮。

二、仪表板阴模真空成型制造的工艺流程与要点

（一）木模加工

    木模制作的目的在于，先完成对仪表板阴模真空成型产品大致形状的确定，以此为后续主模型制作的实施提供参考。在此过程中，要求选定5120聚氨酯代木等实际受到外界温度影响相对较小的代木材料作为木模制作的主要材料。如果将自身成熟的代木材料投放于木模加工与制作，则要求相应代木材料的性能均可以保持在不低于5120聚氨酯代木的水平。在此基础上，要求切实将木模加工的精度控制在±0.2mm的水平。

（二）包覆模加工

结束木模加工且各个位置的形状结果均确定具有完整性的基础上，即可组织展开包覆模加工作业，具体而言，就是提取、复制已经选定好纹理的表皮母皮。在此过程中，需要多次确认、重点把控包覆方向以及拼接缝区域的纹理效果。在没有特殊要求的条件下，参考在主驾驶位置或者是副驾驶位置经过观测所获取到的目测效果，合理确定包裹方向，然后再安排其他后续作业。实际组织展开对包覆模的加工实践中，必须要充分纳入对包覆模卷材宽幅参数的考量，防止在实际的加工中产生更多的拼接缝，并针对薄膜型加工期间所设定的拼接缝，及时实施多次的位置确认以及效果检查作业，从而获取到更为理想的包覆模加工效果[1]。

需要注意的是，由于进行拉伸后，母皮的厚度大小可能会发生变化，且母皮的纹理颗粒也可能会发生变形，这就意味着进行包覆模加工期间很难能够对拼接缝实施全面性的消除处理。基于这样的情况，要求在实际的包覆模加工，特别是拼接缝的设置期间，重点规避大面积目视区域落实对拼接缝的设置，尽可能在R角下沿位置设定拼接缝。

（三）主模型制作与确认

    在仪表板阴模真空成型产品的加工制作中，主模型制作占据着重要地位，与镍壳的尺寸精度、纹理效果等项目之间存在着较为明显的关联性。在组织展开对主模型的制作期间，将基础设定为包覆模，结合对环氧树脂的充分利用，制作出凸模，生成主模型结构。全区域组织展开对制作完成的主模型表面纹理的评审，对于面积相对较大且可以直接目测的区域，以及一些如拼接缝等的细节位置，要求实施重点确认作业；如果在此过程中发现主模型表面存在纹理颗粒缺陷，则

要求及时实施修复处理，并再次安排评审，直至主模型纹理合格。

（四）镍壳制作

在完成对主模型的制作与确认后，即可组织展开对镍壳的加工制作。实践中，需要应用主模型进行对电铸型芯模的复制，向着槽内转移电铸型芯模，安排对电铸型芯模的电铸加工。在此过程中，依托对金属离子阴极点沉积原理的合理利用完成作业，在电铸溶液环境中，在阴极导电芯模的位置，镍离子能够迅速发生还原反应，并转变为镍金属结构，同时沉淀在电铸型芯模表面；将阳极保持离子溶解在电铸溶液环境内，并控制浓度长期稳定。在观察到电铸层厚度达到一定数值后，即可分离电铸层以及芯模，以此获取镍壳。同时，为确保所使用的镍壳质量满足规范要求，需要将电铸加工的时间长度始终保持在不低于30天的状态下。

在没有特殊要求的条件下，控制镍壳的厚度保持在2.5mm—4mm的范围内即可；控制洛氏硬度保持在不低于40HRC的水平；保证表面纹理完整，且不存在沙眼、针刺等缺陷。进行实际的镍壳制作期间，在电铸镍壳上实现对真空微孔的保留具有相对较高的技术难度[2]。通常来说，要求确保纹理区域内的真空孔直径始终维持在0.1mm—0.14mm的范围内；要求确保纹理区域内的真空孔每平方厘米内存在4—6个。同时，要求确保非纹理区域内的真空孔直径始终维持在0.18mm—0.2mm的范围内；要求确保非纹理区域内的真空孔每平方厘米内存在1—2个。另外，针对凹形面区域，应当适当落实对真空孔设置数量的增加。

与此同时，出于对确保镍壳表面温度具有强均匀性的考量，要落实对镍壳水路的优化设定。期间，应当将水管的直径大小保持在约16mm的水平，投放铜管即可；设定相邻铜管之间的距离大小控制在30mm—40mm左右；针对镍壳的不同位置，要求将温度差距始终控制在±2℃左右；选定PT100温度传感器，并将其分别加设在所有腔体内。另外，由于所设定的镍壳厚度本身相对较小，所以应当投放S45C材料作为下框架制作材料，以此达到良好的支撑与定位效果。

（五）模具整体装配

    在完成对木模、包覆模、主模型、镍壳等结构的加工制作后，必须及时进行质量检查，并在所有检查均通过的条件下，组织展开对整个仪表板阴模真空成型产品的装配作业。

总结：综上所述，虽然在当前可以应用于仪表板阴模真空成型制作实践中的工艺类型相对较多，但相比较而言，IMG-S工艺的应用优势更为明显，因此在本研究中进行了重点探讨。对于软质仪表板的制作而言，其是当前与未来仪表板行业的主流发展趋势，而IMG-S工艺所带来的丰富纹理选择、真缝线设计、软质触感等，均为汽车制造提供了更多选择，因此应当持续加强对IMG-S工艺的探究，持续推进软质仪表板制造品质的提高。

参考文献：

[1]吴闯，李彬，刘杰，田聪.Detection of Foreign Matter in Dashboard Vacuum Forming Process Based on Linear Array Camera[A]2023中国汽车工程学会年会论文集（5）[C].中国汽车工程学会（China Society of Automotive Engineers）,机械工业出版社有限公司,2023:4.    

[2]吴俊超.基于Moldflow的汽车仪表板大型塑件注塑模工艺优化[J].中国塑料,2021,35(12):121-128.