汽车内饰件的真空成型工艺详解-精

汽车内饰件的真空成型工艺

真空吸附是汽车内饰件的重要生产方法之一，是目前大部分内饰实现软质的方法之一，真空吸附成型工艺主要优点是：模具投资小，寿命长；生产效率高。

下面我们对真空成型工艺进行介绍。

一、真空成型工艺

真空成型指在成型模具的上模或下模开出抽真空的细孔，利用真空产生的压力使皮面与模具更紧密地贴合，从而使产品的外观更符合设计要求的成型方法。如果PP泡沫层有胶面那么就需要加热本体，如果PP泡沫层没有涂布胶面，在成型前还需要在本体预粘接面上喷涂粘接剂。

二、真空成型工艺流程：

1、首先通过注塑模具得到塑料件本体；

2、在本体上钻孔，孔大约是0.8mm左右，分布的方法是在曲率变化小的表面分布较少，较均匀，曲率变化大的表面，如圆角，型面变化处等较多较密集。

3、表面打磨，目的是不要在表面留下钻孔产生的塑料渣和毛刺

4、在塑料件表面喷胶，对塑件进行烘烤，将零件温度提高到50度左右（主要是为了保证胶水的合适工作温度）。

5、对表皮加热，加热温度应该接近它的塑化温度。

6、将喷有胶水的塑料件放在真空成型设备上的模具上，在其上把PVC表皮张平悬空放置，抽真空瞬间成型，然后保持一段时间，最后切割表皮，取出工件。

7、经检验合格后，切除多余表皮。

8、再进行手工反包。

比如车门内饰板的基材是PP 材料，基材起骨架支撑作用，表皮为聚氯乙烯(PVC)压延膜，将表皮真空吸附到基材上。

三、零件真空成型的影响因素

在实际生产中由于材料、工艺、环境等因素影响，产品会产生开胶、表皮破裂、褶皱、气泡等缺陷等质量问题。在此针对上述质量问题的产生原因提出相应解决方法。

1．工艺分析

真空吸复过程的主要影响因素有胶水活化温度、表皮温度、真空压力、保压冷却时间4个参数。

（1）胶水活化温度

胶水的粘结性能影响到粘结效果的好坏，将基材(PP 材料)通过火焰处理，使其表面张力达38 达因以上，再将胶均匀喷涂在基材上，使胶水成点状分布。根据胶水活化温度，确保烘烤能达到胶水活化温度确保，粘接力最好。

（2）表皮温度

表皮温度是整个真空吸附过程的关键因素。表皮的适宜温度是由压延膜的性质和粘接剂的性质共同决定的。由表皮性质确定表皮的烘烤温度。

比如PVC的表皮烘烤温度不能太高，高于160℃，PVC 表皮会发生分解，产生刺激性气味；也不能太低，太低则PVC 表皮不会有足够的软化变形，达不到成型要求，合理的加热温度应该接近它的塑化温度。但不超过塑化温度。此外，由于PVC 表皮的热稳定性较差，要在烘烤中让PVC 表皮以较快的速度达到变形温度，在较短的时间内成型、冷却，对PVC 表皮保持其原有的特性有好处。

（3）真空压力

真空压力越大表皮与基材的粘接效果越好，目前的真空泵很容易提供负压为0. 09 MPa 以上的真空度，但由于连续生产过程的不连续性真空度会有很大波动，经验值是

真空度不小于负压为0. 08 MPa，且采用两个真空泵抽真空，且增加真空罐进行储气，以减小连续生产时真空度的波动。

（4）保压冷却时间

表皮与基材粘接需在一定压力下保持一段时间后才能有较高的初始粘接力，因此真空吸附必须经过保压冷却才能出模。由于此过程是在模具上完成的，保压冷却时间过长就会影响生产效率，过短又会影响粘接效果，易产生表皮与基材分离的缺陷。

四、真空成型的缺陷分析

真空吸附的主要缺陷有：开胶、表皮破裂、气泡、褶皱。

1、开胶：开胶是真空吸附常见的缺陷之一，表皮与基材在真空吸附后，表皮的内应力在冷却保压时间内释放不足，在存放和使用中有收缩的趋向，在拉伸变形较大的凹陷区收缩应力拉脱粘接界面形成开胶缺陷。

主要原因：主要为火焰处理不好基材。PP 价格低廉,耐腐蚀，具有高的比强度。它是一种半结晶结构，且其中的晶体通常为球形。通过原子力显微镜测量，PP 塑料表面粗糙度一般在7~15nm 之间。火焰处理技术利用高温（1000℃以上）气体火焰，使空气中的粒子离子化。其中等离子体中的高能粒子(尤其是电子)撞击材料表面引起塑料表面的刻蚀，再加上等离子体处理后产生的自由基和杂质的迁移造成表面结晶成分的生长，使得材料表面粗糙度变大（一般大于40nm），增加材料表面吸附力。

因为PP 为非极性材料，吸附力很差，所以必须进行火焰处理，且要用达因笔进行测试，使其表面张力达38 达因以上。若表面张力低于38 达因，则很容易产生开胶缺陷。

2、表皮破裂

表皮破裂即在真空吸附过程中，表皮突然破裂的情况，会造成零件的报废及生产中断，设备会由于真空负压的突然消失而出现锁死。

主要原因：其一：模具温度过高；其二：表皮加热不均匀

（1）模具温度过高

表皮破裂的原因之一是模具温度过高，通过热传导使基板的温度过高，尖角处烫伤了PVC 表皮，在真空吸附的负压作用下，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，多伴随粘接不良。这种缺陷可以通过调节模具温度，从而降低基板的温度得以解决。

（2）表皮加热不均匀

表皮破裂的另一个原因是表皮加热不均匀。表皮加热为石英管加热，且为多块石英管拼装而成，在加热时，由于表皮在预吹时凸起部距热源较近，加热最为充分，温度会高于其他地区，因此使用这种加热箱时，必须调整好加热时基材的摆放位置，调整好表皮对应各处适应加热管热传感器的温度。

3、气泡

气泡缺陷，即表皮与基材局部未贴合，导致空气夹杂其中。产生气泡的原因较多，主要有局部火焰处理不良、胶水未达活化温度、真空吸附力不够、表皮未充分预拉伸等原因造成。

（1）局部火焰处理不良

局部火焰处理不良，因为PP 基材门内饰板形状较为复杂，为曲面造型且沟槽较多，在火焰处理调整其表面张力时，局部凹陷部位或沟槽部位火焰处理的不够，致使局部表面张力未达到38 达因，从而粘结力较差导致真空吸附后气泡产生。

（2）胶水未达活化温度

胶水未达活化温度或超过活化温度，胶水活化温度为70℃，依据胶水活化曲线可以看出胶水温度低于65℃或高于75℃时，其活性都明显不足，所以当温度不合适时，其粘结力不足，从而容易导致气泡缺陷产生。

（3）真空吸附力不够

真空吸附力不够，在一个吸附循环中，真空负压产生的力相当重要，当漏气或PP 基材上的真空孔不够多时都会导致真空负压达不到0.09MPa，从而即使胶水达到活化温度，但贴合力度不够，导致气泡缺陷产生。

（4）表皮未充分预拉伸

表皮未充分预拉伸，表皮预拉伸的目的即在于使表皮拉伸到弹性变形转向塑性变形的临界点，若表皮未充分预拉伸，在真空吸附的一个循环完成后，表皮内部残存的张紧力会渐渐释放，在胶水还未完全干时，导致表皮与PP 基材的分离，从而导致气泡产生。

4、褶皱

褶皱缺陷，即表皮在吸附到PP 基材上时，表皮有重叠的部分，造成这种缺陷的原因主要有预吹气泡过大、加热不均匀所导致。

（1）预吹气泡过大

预吹即使表皮预拉伸的方法，将表皮及模具组合成密闭空腔，向该空腔内注入一定压力的热空气，使表皮拉伸到弹性变形转向塑性变形的临界点，若预吹的气泡过大或加

热时间过长，则可能导致表皮完全处于塑性变形状态，不具有任何弹性，不具弹性的表皮很难完全贴合在形状复杂的PP 基材上，从而导致褶皱缺陷的出现。

（2）表皮加热不均匀

表皮加热不均匀是造成褶皱缺陷的另一个原因，其本质是因为在预吹过后，表皮与加热板的距离有所不同，导致离加热板近的表皮加热充分，这部分表皮已经达到塑性变形阶段，其延展性有所丧失，而距离加热板较远的表皮还处于弹性变形阶段，延展性良好。当真空吸附后，表皮与PP 基材贴合，离加热板较近区域的表皮丧失了弹性，不能自动收缩，此处表皮会按照吸附瞬间的形状保留下来，因此就形成了褶皱。

五、真空成型的优缺点如下

真空成型的优缺点如下：

1、真空成型的优点：

（1）模具投资小，寿命长；（2）生产效率高。

2、真空成型的缺点：

（1）由于花纹是预先做好的，在表皮拉伸过程中，花纹效果会有所损失。拉伸量大的地方，花纹甚至会变得很浅甚至消失；

（2）对零件圆角有限制，R最好大于1.5mm.

六、真空吸附成型工艺的注意事项

因真空成型的模具投资低，部分主机厂会对应零件造型简单，圆角较大的零件选择真空吸附成型工艺。选择该工艺需注意以下事项：

1、使用真空成型时，由于空气压力和材料强度的原因，细小的圆弧是很难成型的，表面的皮纹一般选大一些；

2、由于空气压力分布的不均匀性，产品局部的剥离强度是不一样的，在耐寒耐热试验和实际使用中也许会发生脱胶剥离现象；

3、由于易发生漏气现象，所以真空模具在制造时，模具边缘处，重点尺寸要求部位的气孔排布要好好考虑，同时成型后如果工序允许，应添加手工修整人员，可以极大的提高产品品质。

4、使用真空成型工艺，所用本体的高度变化较小时成型效果最好，高度尺寸变化较大的部位易成型失败，所以主要应用在面板类的表面成型。