1 介绍我们的任务是按照客户的要求生产出合格的仪表板。
2 说明在设计并生产任何产品之前,必须建立详细的说明书。
客户提供详细的技术说明书。
对于仪表板主要部分的技术说明,主要为:•表皮•骨架•泡沫上述三者都必须是完美的,才能生产出合格的仪表板。
在这本教材中,我们主要是讲解仪表板表皮生产中的一种技术,即搪塑。
仪表板搪塑表皮有哪些技术特点?外观:必须满足的要素:•光泽•花纹•颜色( 色牢度)•外表的凝胶状态需要避免的缺陷:•穿孔•污迹•水迹、油迹、指纹等痕迹•变形•烧伤为了降低表皮成本及使发泡容易,控制表皮重量( 即表皮厚度)优良的粘结力撕剥力延伸率肖氏硬度3技术3.1 制造方式的特性是基于什么技术•安全性、可靠性•生产速度•精确性•花纹质量•颜色•设备对于其它产品的通用性•较低的材料消耗率优点:•模具费用较低•没有合模线•表皮较软、手感较好•花纹一致性较高采用的最好方式:旋转成型3.2 旋转成型的原理是什么?旋转成型,又称搪塑成型,是一种用热塑性和/ 或热固性树脂制造中空部件的工艺。
这种工艺制造的产品能具有各种外形并且具有持续的厚度,范围从0.5-15mm。
在产品的制造过程中,产品的外表面取决于模具内表面的形状。
3.3 就仪表板而言,旋转成型的重点是什么?使用的半模叫一个壳(shell), shell 和料盒结合后绕着一个单轴作旋转。
这种方式更适于搪塑成型。
旋转过程中,粉末进入模具,与热的模具接触、熔化并在模具内壁上形成厚度不均匀的片材。
4材料4.1 材料描述4.1.1 哪些是材料必须具备的特点?•搪塑所用材料必须与生产中的其它材料有良好的相容性,如:PUR 泡沫。
•必须有良好的流动性。
•必须有良好的柔性。
•良好的防腐性。
•良好的抗老化性。
•低收缩率。
•染色的可能性。
•较低的受污染性。
•较低的水敏感性。
4.1.2 哪种材料对于搪塑成型是最好的?PVC4.1.3.1 综述PVC,即聚氯乙烯,其分子式为:PVC 是目前搪塑工艺中应用最多的材料。
无定形热塑性材料( 含有3-8%的结晶)。
=-→在温度上升,熔融过程中没有固定的熔点。
用来表示这种熔融状态的术语为:凝胶目前PVC 粉末粒子的直径为60-700μm4.1.3.2PVC 的组成这种材料从混料场所直接送来而不经过其它的加工。
混料的过程包括向PVC 粒子中加入各种辅料使之形成珠状的粒子。
4.1.3.2.1 稳定剂目的:•温度升高时防止HCl 的释放。
•起化学反应以防止PVC 变色。
稳定剂种类:•钙-锌,是目前应用最广泛的稳定剂,包括提供给 ECIA 的粉末。
铅、锡、镉和钡基稳定剂均符合欧洲标准。
4.1.3.2.2 增塑剂目的:•通过减小分子链之间的作用力来软化材料,改善加工性能。
•增塑剂也可使脱模变得容易。
增塑剂种类:4.1.3.2.3 着色剂种类:•有机颜料,优点是用量少但着色力强。
•无机颜料,着色力较低=-→颜料数量较多但提供了更好的遮盖性,使PVC 发黄变色的可能性降低( 如二氧化钛、白色颜料)。
4.1.3.2.4 干燥剂目的:•吸收过量的增塑剂或其它液体。
•涂覆 PVC 粒子以提高材料在搪塑时的流动性。
•干燥剂可能会影响表皮的脱模类型:非常精细的PVC 粉末,4.1.3.2.5 脱模剂目的:•润滑模具以利于表皮的剥离。
•脱模剂向表皮表面迁移。
应用时必须注意与PUR 泡沫的粘结性。
类型:硬脂酸锌4.1.4PVC 凝胶4.1.4.1 凝胶的原则温度升高时粉末的转变过程:第一阶段:颗粒增厚并结块(颗粒堆积在一起)。
第二阶段:颗粒间凝结。
第三阶段:在核心处颗粒熔化并全部凝胶。
4.1.4.2 不充分的凝胶颗粒简单的堆积在一起并熔化。
4.1.4.3 凝胶过度PVC 温度增高越多,粘度下降越多。
如果热量不下降,PVC 形成流体流到一点并形成原料流挂。
•在VW Passat 仪表板出风口处原料流挂。
4.1.5配方参考资料和性能颜色供应商黑色RESINOPLAST DSY 258.45 3842B棕色RESINOPLAST DSY 258.64 380B4.1.6 粉末性能4.1.6.1 流动当模具旋转时粉末必须平稳地流动而不受阻。
PVC 粒子必须一层层紧密堆积。
质量不好的材料会引起以下结果:•表皮厚度变化较大。
•模具旋转时成型困难且成型的表皮多孔。
•凝胶困难引起局部表皮过厚。
4.1.6.2 结块粉末粒子结成一团。
结块主要会引起流动困难。
结块的原因:PVC 粒珠外表未形成完全的球状。
见干燥一节:4.1.3.2.4流动性试验:Rossi-Peake 、结块试验。
4.1.6.3 粒子尺寸建议:•PVC 粒子应该有恒定的尺寸。
粒子尺寸不均造成的后果:•粒子形状不均会造成表皮颜色不均( 有色斑)。
•粒子尺寸过大--→凝胶不好但流动性较好。
•粒子尺寸过小--→流动性一般。
4.1.6.4 表层密度表层密度反映了粉末货PVC 粒子中空气的含量。
粉末暴露于空气中时间越长,表层密度值越低。
空气如同一层隔热体,使PVC 粒子之间的热传导下降。
表层密度与凝胶速度之间存在着一定的关系。
4.1.7仪表板标准•VW 标准见TL 522 94.1.8 粉末的储存4.1.8.1 包装:粉末以每袋500-750kg 的形式提供给客户。
4.1.8.2 储存环境:•粉末应避免放在寒冷的环境中,一般储存温度要求为:10℃-40℃之间。
•使用前应提前48 小时放于工作环境( 至少20℃)。
•料袋不能叠起来存放。
4.1.9 PVC 的特性4.1.9.1 与PUR 泡沫作用而老化•氨基向PVC 迁移=--→加速PVC 的降解,包括变色及雾化。
•增塑剂从PVC 表皮向PUR 泡沫迁移=--→降低表皮的机械性能。
添加剂挥发( 如增塑剂)氨增 PVC 表皮基塑迁剂移迁 PUR 泡沫移注意:表皮变色也可能是由于PVC 变黄而不是颜料造成。
4.1.9.2 增塑剂的挥发增塑剂过度挥发引起的后果=--→雾化。
4.1.9.3 增塑剂向ABS 迁移增 塑 剂 向ABS 件 迁 移 的 后 果 是=--→ABS 件 在 受 力 下( 甚 至 是 很 小 的 力) 易 断 裂。
4.2 材 料 型 号4.3 与 材 料 有 关 的 风 险 性材 料 隐 含 的 风 险 是 什 么?风 险5 模 具 制 造5.1 模 具 设 计说 明书使 用 材 料: 镍为 什 么? 镍 能 提 供:• 优 良 的 耐 热 性• 优 良 的 冲 击 强 度•优 良 的 热 膨 胀 系 数• 优 良 的 耐 酸 性要 求:• 考 虑 尺 寸• 易 脱 模• 恒 定 的 壁 厚5.2 模 具5.2.1 模 具 制 造, 电 镀 工 艺(Galvanoform&Kruth)不 同 模 具 制 造 阶 段 和 时 间 需 求阳 模 苯 乙 烯 模可 移 动 外 壳环 氧 模1主 模型环 氧 模电 镀 模电 镀5.2.2 过 程1、使 用DFN 制 造 阳 模将 表 皮 的 收 缩 率 和 厚 度 计 算 在 内。
2、复 制 模 具 外 形将 客 户 的 结 构 考 虑 在 内• 花 纹 取 向• 花 纹 纹 理 损 失 时 的 表 皮 拉 伸 性3、苯 乙 烯 模 具 的 制 造( 聚 苯 乙 烯)机 制 一 块 聚 苯 乙 烯 块这 种 模 具 常 用 于 制 造“ 环 氧” 外 壳。
这 步 操 作 与 复 制 模 具 外 形 同 时 进 行。
4、外 壳 用 于 制 造 不 同 的 环 氧 模。
这 个 外 壳 易 于 与 模 具 可 移 动 部 分 脱 离。
5、第 一 步 环 氧 浇 铸 操 作环 氧 浇 铸 在 外 形 模 与 外 壳 模 之 间, 厚 度 大 约 在10-15mm 之 间。
模 具 脱 离 并 与 外 壳 模 分 开。
6、制 造 环 氧 树 脂 主 模 型。
用 环 氧 模1 制 造 模 具。
模 具 剥 离 并 与 外 壳 分 开。
与 花 纹 相 关 的 缺 陷 应 在 主 模 型 时 改 正。
这 步 操 作 由 雕 刻 师 完 成。
7、第 二 步 环 氧 浇 铸 操 作用 改 正 后 的 主 模 型 制 造 环 氧 模2。
模 具 剥 离 并 与 外 壳 分 开。
这 个 模 具 可 使 用 超 过4 次。
双 浇 铸 模。
8、用 主 模 型 复 制 二 副 模 具。
一 个 复 制1 号, 另 一 个 复 制2 号。
将2 个 模 型 安 装 在 一 起。
9、用 双 模 型 制 造 环 氧 模3。
8 周•首先,制造一个双苯乙烯模。
•一个外壳由几个部分组成,这些部分可拆开以利于模型与环氧模脱离。
10、环氧模 3 浇铸操作与拆开的外壳分离。
环氧模3=2号主模型,能重复使用4次。
11、制造双电镀模。
双电镀模用环氧模3 制造。
与外壳分离,这个模具准备用于镍电镀阶段。
12、镍电镀阶段•硝酸银被至于电镀模上以确保适当的电流传导。
•电极按照产品的形状进行放置。
•进行电解质沉淀。
•移走电极和外壳。
•检查镍壳厚度。
•厚度正确(研磨)。
•电极和外壳重新放置在修正后的位置。
•镍沉淀阶段,重复 4-6个循环。
•移走电极和外壳。
•镍壳外表面磨光。
•边缘磨光并钻出装配孔(固定在框架上用)13、镍壳脱离镍壳脱离并且电镀模被热和机械过程破坏。
14、镍壳脱银•在镍壳内表面的硝酸银涂层用化学溶剂溶解。
•内表面用玻璃珠进行喷沙处理清洁。
15、表面外观处理用 KRUTH 进行化学处理以获得要求的光泽水平。
5.2.3 镍壳在 KRUTH 进行表面处理•原理:通过用酸腐蚀镍壳表面来修改外观•单光泽外观制造程序镍壳认可检验(运输损坏,电镀残余或脱银)。
定义使用的化学溶剂。
用油漆保护不处理的区域。
将镍壳浸入化学料槽,(时间和化学溶液浓度决定于处理要达到的效果)。
冲洗。
用“光泽仪”的反射测量外观光泽。
由于制造过程造成不同的外观光泽(背面光泽暗,表皮顶部光泽亮)第一步全部处理阶段与单一光泽处理一样。
油漆用来保护模具花纹本底。
(油漆的粘度控制非常重要,花纹纹理的正确分布取决于它)。
将镍壳浸入化学料槽,(时间和化学溶液浓度决定于处理要达到的效果)。
冲洗。
用“光泽仪”的反射测量外观光泽。
注意:•此处理会造成镍壳厚度损失 6-7μm•镍壳光泽水平高度依赖于使用来覆盖在阳模上的表皮外观。
5.3 镍壳使用寿命镍壳使用寿命是多久?一付镍壳一般可生产20,000-30,000 张表皮。
这个数值取决于:•正常的由于摩擦影响造成的机械损耗。
•在清洗时受到的化学损耗,脱模剂和 PVC自身引起的光泽损耗。
•焊接处周围的裂缝,由于反复的热冲击造成。
•与镍壳设计相关的问题:反斜度,焊接处,花纹类型,尖角。
•意外事故:刮伤,工具痕迹,烧伤。
•人为原因:操作工培训和工作质量•最后,为避免这些问题就必须采用一些检查和检验手段:目测检验表皮质量,在特别的观测条件下检查光泽,等等。