汽车内饰材料的研究进展分析.pdf
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1、汽车零部件检测实验室http:/www.autotest- 汽车内饰材料的研究进展 摘要: 汽车内饰带给人直观、舒适的感觉,可直接影响汽车的商品形象,文章综述了汽车内 饰材料目前的研究进展,从面饰材料、 缓冲材料和内饰骨架等方面介绍了其在内饰件中的应 用,并针对具体部件作以详细解析。随着新型材料的发展,各种改性、增强材料也在内饰的 应用日益广泛, 极大改善了内饰材料的使用性及舒适性。行业的发展, 必然促使材料的振兴, 展望了内饰材料的发展趋势。 关键词: 内饰材料;面饰;缓冲;骨架;进展 汽车,代步的交通工具, 随着我国经济的发展,在人们日常生活中扮演日益重要的角色。 众所周知,汽车外观很重要
2、, 给人带来视觉的美感 1 。但内饰也不容忽视,汽车内饰材料按 乘用车内饰件的结构层次与功能,可分为面饰材料、缓冲材料和内饰件骨架(或基础) 材料 等 3 类 2 。面饰材料主要有纤维材料、皮革、木材及再生纤维毛毡等,主要用于生产地毯、 顶篷等各种面料;缓冲材料主要有PU和 PP发泡材料, 如座椅等。 面饰材料和缓冲材料在汽 车内饰中起减震、隔热、装饰、 吸音和遮音等功能。内饰件骨架材料主要有金属材料和其它 新型复合材料, 这些骨架材料主要保证驾驶舱的安全性和功能性。目前除了座椅骨架常用金 属材料外, 其它内饰件骨架则主要是高分子材料及各种复合材料。随着汽车的快速发展,各 种新型材料也在汽车内
3、饰中有着较快的发展和应用 3。 1 面饰材料 目前常用的面饰材料及应用如表1 所示。以下主要从座椅、仪表板、门内板、地毯、顶 篷及行李箱面饰等几方面介绍面料材料的应用现状。 表 1 面饰材料类型及主要用途 材料类型主要用途 机织面料座椅、车门和窗帘 经编面料车门、车顶、中柱和窗帘 割绒面料座椅、车门 纬编提花面料座椅、车门 非织造面料地毯、车顶、中柱和行李箱前挡板的上部、中部及左右两侧 再生纤维毛毡仪表板的左右两侧及右下护板、变速杆顶部、顶棚、后围和行李箱 汽车用皮革座椅、车门和方向盘 汽车用木材仪表板、副仪表板、变速杆头、门扶手和方向盘 1.1 座椅面料 目前,座椅面料仍以织物、PVC造革为
4、多,天然真皮革只有欧美等国在部分高端车型中 采用 2。除此以外,各种新型织物以其价格优、质量好等特色也逐步替代一些传统织物和皮 汽车零部件检测实验室http:/www.autotest- 革。在西欧,采用软纤维过半,美国则多采用拉舍尔和天鹅绒。而日本则更为多样化,针织 物、针织布、天鹅绒等都有应用。面料的织法多是长毛针织或特殊花样。各种调和及隐蔽花 纹也在逐步兴起。图1 显示从选材、 机能、加工方法、评价方法等几方面对座椅面料的要求 错误!未定义书签。 图 1 座椅表皮材料 1.2 仪表板表皮 仪表板是内饰件中较大的总成件,除了要求其外观具有柔顺性以外,对防止光反射、 耐 冲击、耐挤压、耐热、
5、耐光等性能也有具体规定 4 。表 2体现了材料性能及加工工艺等对仪 表板表皮材料的要求。 表 2 仪表板表皮材料的特点 搪塑型涂装型真空成型 粉末成型溶胶成型型模包涂半硬 PVC 硬质 PVC 压花压革纹 纹理压针迹纹 表皮厚度均匀性 材料构成PVC 粉PVC 膏状PUR 涂料 PVC/AB S/NBR PVC/PV C 发泡体 PVC/PP 发泡体 材料厚度( mm)1.01.2 1.52.0 5080um 0.81.0 2.53.0 2.53.0 成本 材 料 性 能 抗拉强度 9.8*10 4N/m2 100150 100150 1020 150200 5070 100150 伸长率(
6、%)200300 300400 50150 100200 200300 200300 耐光及耐热性 雾度 注:最好,好,一般 近年来,仪表板的设计趋向是与其它部件一体化,因此 PVC空心模压法越来越受到重视, 往往采用注射成型, 与此同时, 粉状物搪塑成型的均一薄壁化工艺,也可进一步使表皮软化。 表 皮 成 型 方 法 项 目 座椅表皮材料 选材机能加工评价 织物 PVC 真皮 人造皮革 天然材料 防静电 耐水性 缝制 成型 耐光、耐磨 耐扭搓、耐用 风格定量 汽车零部件检测实验室http:/www.autotest- 据了解日本和德国的特殊转模压技术可采用带皮革花纹的PVC片材直接成型。 1
7、.3.1 地毯 汽车地毯多以PVC发泡体、 橡胶基片材、 尼龙割绒以及聚丙烯、聚醋纤维经针刺或簇绒 织物制成。 由于计算机的应用,织物的各种图案和颜色都相继出现 3 。对织物基料喷射染料, 提高其耐久性的新技术也正在应用。地毯与仪表板一样要求挺括和防声,绝对不允许有松弛、 折皱产生,所以基材大都采用聚乙烯。 现今不断开发了新的材料加工法,其中对地毯的整体化技术也进行了大量研究。如为保 证地毯外观、成型性和定型性,汽车地板最好趋于平面化。 1.3.2 顶篷及行李箱 顶篷在汽车中相当于房屋的天花板,它对车厢内的装饰效果和保温隔音效果有较大影 响。随着中国汽车工业的发展,粘贴顶篷与软顶已逐渐被成型硬
8、顶所取代。目前常用的硬顶 基材主要是热塑性和热固性两种,但由于热固性PF材料成本高能耗大适用于中高档车,目 前主要还是热塑性基材为主 1 。 顶篷面料需综合考虑成型自由度、柔软度、 价格等因素。 聚酯纤维无纺布在几年前就逐 渐替代了传统的PVC或 TPE片材 6 。顶篷基材贴合无纺布后,进行热压成型,有时还在压前 对无纺布印刷带色图案,使之更加风格化、高档化 6 。国内顶篷面料仍大多继续沿用PVC与 PU泡沫复合片材, 织物型复合材料仅应用在个别高档车型上 7 。目前压制成型硬顶式顶篷仍 处于试制阶段。 目前,后行李箱架多数采用无纺布与热塑性树脂复合压制成型工艺,预计今后顶篷也可 能借鉴这种成
9、型方法加以应用。 2. 缓冲材料 缓冲材料主要有PU和 PP发泡材料等。在乘用汽车内饰中起减震、隔热、装饰、吸音和 遮音等功能,对乘用车的乘坐舒适性起着十分重要的作用。 2.1 PU 泡沫塑料 PU 泡沫塑料在汽车软饰塑料制品中占有重要地位。在 1971 年日本 55%的 PU 软质或半 硬质泡沫塑料被用于汽车工业。随着自结皮发泡技术、RIM 和 RRIM 成型技术的出现,PU 泡沫在汽车中的应用日趋扩大 8 。目前,依据使用原料、添加剂种类不同,可获得性能各不 相同的聚氨酯,主要包括软质PU 泡沫塑料、半硬质PU 泡沫材料及硬质PU 泡沫材料。下 表所列为 PU 在汽车中的应用。 表格3 P
10、U 在汽车中的应用 PU 类型汽车零部件 软质泡沫塑料切块遮阳板、顶篷衬里、门内板、装饰条、隔音板 软质模压泡沫塑料座垫、靠背 半硬质泡沫塑料仪表板填充剂、喇叭座垫、扶手、头枕、遮阳板、保险杠 汽车零部件检测实验室http:/www.autotest- 硬质泡沫塑料顶篷衬里、门板内衬 整体结皮泡沫塑料扶手、门柱、控制箱、转向盘、 弹性 RIM 制品保险杠、挡泥板、发动机罩、门把手、行李箱盖 刚性 RIM 制品散热器格栅、扰流板、挡泥板、门板、发动机罩、行李箱盖、 地板 热塑性弹性体减震垫块、弹簧线圈护套、齿轮传动装置罩、格栅、顶篷等 2.2 PP 泡沫塑料 PP 材料在汽车中应用较广,约占塑料
11、总量的30%。特别是PP 泡沫塑料也在隔音装饰 等领域有着突出贡献,本文不在此赘述。 3. 骨架材料 目前汽车内饰选用的骨架材料主要是各种成型塑料件 9 。由于塑料内饰件往往具有触感 好、舒适性强;无异味、阻燃性好;表面不反光、耐光色牢度好;耐温度变化不易变形等优 点,所以带动整个汽车塑料产业得到更快的发展。以下举例不同塑料在汽车内饰上的应用及 性能比较(参见表4) 。 表格4 塑料在汽车内饰上的应用实例 应用领域选用材料性能对比 仪表板 ABS 、ABSPC合金、 PP、 PPO 、和 SAMAH 可实现结构简单,满足复杂形状和曲面要 求,费用低、质量轻、车辆NVH指数小 转向盘玻纤增强尼龙
12、66 在座椅靠背和倾斜杠杆装置方面,可节省 1/3 的费用 车门装饰件ABS 具有高抗冲强度,侧碰时能保护乘客安全 车顶 A柱和 C柱PUR泡沫塑料变形可扩散均匀有利于碰撞时能量吸收 随着整车性能的提高,塑料的应用范围也有着从内饰件逐渐向外饰、车身面板和结构件 扩展的趋势, 而且针对车身的不同部位,往往要求选用不用性能的塑料与之匹配。这对塑料 的配方、 生产工艺及材料成型均有较高的要求,因此本文简单对传统塑料到现今关注的各种 新型复合材料的应用作以简单介绍。 3.1 通用塑料 传统塑料材料主要是PVC、PP、ABS 和 PUR 等通用塑料,在塑料材料应用之初,人们 对内饰材料的研究还不是很充分
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