汽车内饰PU应用及缺陷对策

表皮

半硬质仪表板一般有三个部分组分：有纹路的表皮、半硬质PU泡沫层、内支撑骨架(含内部嵌件)。

首先来介绍下表皮。表皮的成型工艺有真空吸塑、搪塑、真皮包裹和PU喷涂成型等。

为切合本文主题，仅介绍与PU相关的两种工艺：

(1)搪塑成型工艺

原料：PVC粉末、TPU粉末，其中TPU不仅有良好的加工性、热塑性、耐化学性、耐老化、抗紫外线及低温弹性，还能回收循环利用，无需添加任何增塑剂。

工艺：加热带有纹路的成型模具，然后把模具和搪塑粉箱连接，同时进行旋转和加热。粉末跌落模具内熔化，并在表面形成与模具纹路一致的表皮。取下粉箱，待模具冷却后，即可获得表皮。

优点：表皮手感好。

缺点：热老化后易发粘。

(2)PU喷涂成型工艺

原料：单或双组分的聚氨酯涂料，异氰酸酯多采用HDI，脂肪族异氰酸酯具有耐光不变色的特性，适用于表皮。

工艺：模具先喷涂脱模剂，然后喷涂PU涂料。

优点：省去了真空吸塑机的费用，也可解决表皮和PU泡沫层粘接的问题。

缺点：涂料、模具价格高。

在表皮生产上，真空吸塑(一般用PVC)、搪塑目前还是主流。

泡沫填充层

半硬质仪表板的泡沫填充层是采用聚氨酯原料浇注入表皮和骨架之间固化成型而成，可以很好的结合表皮和骨架，改善了仪表板的触感和外观，也使得仪表板具备了吸音减震的功能。

原因在于半硬泡具有较高的压缩负荷值。半硬泡的配方一般在软泡的基础上添加更多的交联剂或硬泡聚醚，所以其交联密度远高于软泡又次于硬泡。在受压变形后，其形状恢复速度比软泡慢得多，压缩永久变形较高。这种高滞后损失特性特别适用于吸能减震。

在半硬质泡沫层浇注工艺上分为闭模浇注和开模浇注。

-开模浇注是在模具开启状态下将发泡料浇注于表皮内侧，然后放置骨架，关闭模具，使其交联固化，该工艺宽容性大，设计自由度高;

-闭模浇注是在模具中放好表皮与骨架，再注入发泡料，使其交联固化。该工艺稳定性好，设备投入低，但设计难度较大。

以下是闭模浇注的一个流程图：

胶粘剂

汽车仪表板承载了各种零件，既要保证静态负荷，也要保证各个零件运作起来的动态负荷。所以在仪表板总成的组装过程中必须用到结构型胶粘剂，其应用于受力结构件粘接，保证仪表板可以长期承受较大动负荷、静负荷。

胶粘剂种类很多，目前在汽车内通用的PU类胶粘剂有两种：

1、无溶剂双组分PU胶粘剂，适用于热成型层压工艺，其粘接强度和耐热性能远高于目前常用的溶剂型或其他水基型胶种，很适合用它粘接成型的外覆的PVC，普遍用于制造汽车仪表板、门板和其他内饰件。日本还针对PU胶初粘力小的问题，在PU胶中引入环氧树脂，成功地研制出具有良好初粘性能的产品。

2、反应型PU热熔胶粘剂，是在抑制化学反应的条件下，加热熔融成流体，以便于涂敷，冷却后胶凝起到粘接作用，之后借助于存在空气中或者被粘体表面的湿气与之反应、扩链，生成具有高内聚力的高分子聚合物，使粘合力、耐热性等进一步提高。反应型PU热熔胶主要在汽车顶棚、仪表板、行李箱盖、侧装饰条以及车灯中得到应用。

缺陷：虚料

现象:产品外观观察无明显缺陷,或轻微塌陷,触摸后手感明显感觉泡沫有塌陷的触感,切开表皮观察会发现泡孔粗大的丝状泡沫如上图

原因:泡沫内部压力不足

a)因漏料弓|起的泡沫内压突然下降b)因模具气垫放气时间与料温,模温不匹配导致的泡沫内压不足c)因产品结构设计导致的泡沫流动性不足d)因浇注料不足导致的泡沫内压不足

e)因发泡料过期,比例异常,混合不均匀导致的泡沫内部压力不足

常用对策:检查压力不足的原因。

a)找到并解决漏料点b)调整合适的工艺参数c)前期设计应避免影响原料流动的设计d)增加浇注料

e)使用质保期内的材料,保证比例混合正常.

缺陷：分层

现象:泡沫层状分布, 一层叠一层,中间还夹杂着没有完全反应的原料。用手触摸泡沫会感觉到潮湿黏手。

原因: P料与I料反应时混合不均匀。

a)P料没有预搅拌或搅拌不充分。b)原料比率设置不正确c)设备流量计量异常

d)混合压力异常

常用对策:确认原料混合均匀

a)搅拌和开启高压循环b)按照Datasheet设置原料比率c)设备计量泵校准

d)检查混合头压力,清洁混合头喷针

缺陷：漏料

现象:原料从产品某处溢出。

原因:密封不严

a)充气密封延时设置错误或失效b)硬密封失效c)表皮厚度超差

d)泡沫条漏贴或粘贴位置不正确

常用对策:检查并确认密封是否正常。

a)调整充气密封延时设定b)增加硬密封筋高度c)检查表皮厚度,来件控制

d)检查泡沫条粘贴位置,防止漏错粘。

缺陷：夹气

现象:在产品表面出现大的凹陷

原因:原料流动异常

a)料温或模温过高b)浇注量过大或过小c)浇注轨迹错误

d)模具翻转角度不合适

常用对策:a)降低料温和模温b)调整到合适的浇注量c)调整到合适的浇注轨迹

d)调整到合适的模具倾斜角度

缺陷：鼓包

现象:脱模后在产品表面出现大的鼓起,类似于气球样,剥开表皮会发现泡层从中间分开,中间夹杂了细小的泡坑

原因:泡沫温度过高a)原料温度过高b)模具温度过高c)错误的气垫排气时间

d)泡沫层过厚

常用对策:a)降低原料温度b)降低模具温度c)减少气垫排气时间

d)设计更改,减少泡沫厚度

缺陷：表皮与泡沫不粘

现象:脱模后在产品表皮与泡沫脱开,拉开表皮会看到表皮与泡沫接触面上,泡沫与表皮均很光亮如新或带有泡沫填充不满的现象。

原因:表皮表面张力不够或工艺参数设置异常a)表皮上有脱模剂或油脂b)泡沫粘接性能不够c)表皮材料与Pu泡沫不粘

d)充气密封参数设置错误或硬密封密封过严

常用对策:a)表皮上使用酒精或乙酸乙酯等有机容器清洗表皮内面b)对表皮内面火焰处理c)更换表皮材料

d)调整充气密封条或硬密封到合适的密封范围

缺陷：产品表面凹凸不平

现象:脱模后在产品表面出现不规则的突起,特别在仪表板气囊区域突起更为明显。

原因:产品设计结构和材质导致的与发泡模上模的匹配不良a)骨架与发泡模上面匹配间隙不均匀b)泡沫与骨架粘接性能不佳c)骨架上的开孔处密封不严导致漏料到模具d)模具上有异物e)气囊框温度和导热性能与骨架不一致

f)气囊区域的滑块动作或支撑气缸异常

常用对策:a)修模保证骨架与模具之间的间隙过渡均匀一致

b)对骨架表面火焰处理或用表面活性剂c)调整密封d)清理模具e)发泡前保证气囊框的温度与骨架一致,尽量选择导热性能相似的材料

f)调整滑块动作,支撑结构

缺陷：表皮翻边

现象:脱模后在产品表面与其他环境件匹配区域的产品特征棱线变形

原因:不合理的产品设计,作业员操作不当a)产品造型设计夸张,特征线过于明显

b)作业员操作失误

常用对策:a)设计时避免过于夸张的造型

b)铺发表皮时使用辅助工具