CN110816429B - 一种汽车用尾门饰板零件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，包括以下步骤：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维通过混纺工艺制成PET成型毡；PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，对纤维网的一面进行针刺起绒；通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，复合材料经过高温加热软化，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件；将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件和吸音棉依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件。与现有技术相比，本发明具有视觉效果柔和、声学性能好、环保、耐用等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车零件的加工制造领域，尤其是涉及一种汽车用尾门饰板零件及其制作方法。
背景技术
目前的尾门饰板零件多使用以PP塑料采取注塑工艺或者PP+麻纤维作为基材制成。使用这两种基材制成的尾门饰板零件，虽然有着一定的强度，也基本上能满足汽车尾门饰板零件的功能性要求。但是受结构和材料的限制，并不利于零件外观及气味、VOC等散发性能的需要。
随着高档车的发展，人们对饰板外观和环保产品要求越来越高，中国专利CN108099357A公开了一种制备汽车内饰板部件的方法，其制备方法是：以聚合物基麻纤维复合毡材为原材料，在170～250℃温度下加热50～200秒至塑化状态，通过模压成型制得所述的基板；在其外表面喷涂双组份聚胺酯胶；加热使表面胶体活化，将所述的面饰层模压复合在基板上；再将所述的塑料嵌件通过热熔胶粘合在基板的内侧面上；这种内饰板在外观和气味环保上均不能满足高档车的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的外观不佳、气味较大的缺陷而提供一种汽车用尾门饰板零件及其制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，包括以下步骤：
(1)饰板主体成型件的制作：
PET成型毡的制作：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维按重量比为40～50：30～40：30～10通过混纺工艺制成PET成型毡；
起绒毯的制作：PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，然后对纤维网的一面进行针刺起绒；
饰板主体成型件的制作：通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，将该复合材料经过高温加热软化，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件；
(2)汽车用尾门饰板零件的制作：
将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件和吸音棉依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件。
本发明将饰板零件的表层设计为带绒表面，使尾门饰板外观目视更加柔和，外观满足新的要求；通过超声波穿刺焊接技术，同时完成零件塑料件和吸音棉两种材料的焊接，提高焊接效率，并且隐藏了焊接的固定点，使零件从正面看起来如同一个整体，视觉效果较佳。
所述起绒毯的单位面积重量为250～400g/m2，优选为300g/m2；所述PE淋膜的单位面积重量为50～70g/m2，优选为50g/m2；所述PET成型毡的单位面积重量为1300～1700g/m2，优选为1400g/m2。
所述零件塑料件的材质为改性PP材质，优选为PP-TD15。
所述吸音棉的材质为PET或PUR轻质泡沫。
所述超声波焊接机的焊接时间为2.5～3.5s/点；超声模焊接机的焊头距离焊接材料表面的距离为50～80mm，焊头的下降速度为60～100mm/s；焊接振幅为45～60Hz；焊接压力为0.5～1MPa；超声波停止后，保压时间为3～5s，保压压力为1.5～2MPa。
为了实现饰板主体成型件、件塑料件和吸音棉的同时焊接，本发明优化了超声波焊接机的设置参数。只有将这些参数保持在本发明的设计范围内，才能完成对三个零件的同时焊接。如不采用这样的工艺参数，容易导致零件塑料件焊接不牢，无法满足垂直方向拉力≥150N的要求，或表面绒毛由于焊接过深，留下白色焊接印痕，影响成品零件外观。
所述饰板主体成型件的制作过程中，复合材料的高温加热软化的温度为200±10℃，时间为180±10s。
所述模具的温度设定为18±5℃，成型压机的压制时间为75～100s，优选为90s。
所述起绒毯的制作过程中采用单种或者多种颜色的PET纤维。
所述起绒毯的制作过程中PET纤维的纤维长度为6.7dtex。
如纤维长度过长，零件表面绒毛太长，视觉效果较差，且成型零件“顺逆毛”现象明显；如纤维长度太短，则难以起绒，表面绒感不强、绒毛稀疏。
采用上述制作方法得到的汽车用尾门饰板零件，包括依次固定连接的饰板主体成型件、零件塑料件和吸音棉，所述饰板主体成型件的表面为具有绒毛的表面。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)表面起绒风格地毯应用，使尾门饰板外观目视更加柔和，满足高档车的要求；
(2)通过超声波穿刺焊接塑料卡座，隐藏了装配的固定点，使零件从正面看起来如同一个整体，视觉效果较佳；
(3)PET材料的应用，ET材质拥有优秀的散发性能，保证VOC，8项物质满足：苯≤10μg/m3；甲苯≤30μg/m3；乙苯≤30μg/m3；二甲苯≤50μg/m3；苯乙烯≤50μg/m3；甲醛≤50μg/m3；乙醛≤50μg/m3；丙烯醛≤30μg/m3。真正有利于汽车内饰零件有害物质的散发和车内环境的净化，有利于零件的气味及VOC性能；
(4)吸音棉的使用，有利于尾门饰板零件的吸音效果，提升了零件的声学性能；
(5)能满足各种高低温环境，如：在-40℃～80℃、50个周期(25天)的温度循环实验中零件无变形，无结构及功能性损伤等。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种汽车用尾门饰板零件，包括依次固定连接的饰板主体成型件、零件塑料件和吸音棉，所述饰板主体成型件的表面为具有绒毛的表面。其中饰板主体成型件包括三层，分别为从上到下依次设置的起绒毯、PE淋膜、PET成型毡，其中起绒毯的单位面积重量为300g/m2；所述PE淋膜的单位面积重量为50g/m2；所述PET成型毡的单位面积重量为1400g/m2。
本实施的汽车用尾门饰板零件的制作方法，包括以下步骤：
(1)饰板主体成型件的制作：
(1-1)PET成型毡的制作：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维按重量比为45：35：20通过混纺工艺制成PET成型毡，其中聚丙烯纤维熔点为168℃，熔融纤维内层熔点为240℃，外层熔点：110℃；
(1-2)起绒毯的制作：PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，然后对纤维网的一面进行针刺起绒；PET纤维的纤维长度为6.7dtex。起绒毯为针刺起绒风格，该风格面料多用于中高端车型，面料表面较为细腻，手感柔和，起绒毯的颜色可以通过多种颜色的PET纤维调节得到；
(1-3)饰板主体成型件的制作：通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，PET成型毡和起绒毯为一体式结构，将该一体结构的复合材料经过200℃高温加热软化180s，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件，成型模具需要通过水冷系统，保持模具温度为18℃，压制时间为90s；
(2)汽车用尾门饰板零件的制作：
将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件PP-TD15和吸音棉(材质为PET)依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件；焊接过程中可以采用市售的自动焊接装置，采用ABB机械手和自动焊接程序实现零件塑料件与尾门饰板主体的焊接；超声波焊接机的焊接时间为3.0s/点；超声模焊接机的焊头距离焊接材料表面的距离为60mm，焊头的下降速度为80mm/s；焊接振幅为50Hz；焊接压力为0.8MPa；超声波停止后，保压时间为4s，保压压力为1.8MPa。
本实施例获得汽车用尾门饰板零件塑料件装配到三折式行李箱搁物板上，包括：尾门饰板支架、尾门饰板拉手盒、尾门饰板扣手，其中零件塑料件的装配均采用卡接装配的方式。
本实施得到的汽车用尾门饰板零件塑料件表面起绒地毯有利于零件的外观和目视效果；背面吸音棉的使用，有利于尾门饰板零件的吸音效果，提升了零件的声学性能；PET材质拥有优秀的散发性能，保证VOC，8项物质满足：苯≤10μg/m3；甲苯≤30μg/m3；乙苯≤30μg/m3；二甲苯≤50μg/m3；苯乙烯≤50μg/m3；甲醛≤50μg/m3；乙醛≤50μg/m3；丙烯醛≤30μg/m3。真正有利于汽车内饰零件有害物质的散发和车内环境的净化；能满足各种高低温环境，如：在-40℃～80℃、50个周期(25天)的温度循环实验中零件无变形，无结构及功能性损伤等。
实施例2
一种汽车用尾门饰板零件，包括依次固定连接的饰板主体成型件、零件塑料件和吸音棉，所述饰板主体成型件的表面为具有绒毛的表面。其中饰板主体成型件包括三层，分别为从上到下依次设置的起绒毯、PE淋膜、PET成型毡，其中起绒毯的单位面积重量为250g/m2；所述PE淋膜的单位面积重量为50g/m2；所述PET成型毡的单位面积重量为1300g/m2。
本实施的汽车用尾门饰板零件的制作方法，包括以下步骤：
(1)饰板主体成型件的制作：
(1-1)PET成型毡的制作：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维按重量比为40：30：30通过混纺工艺制成PET成型毡，其中聚丙烯纤维熔点为168℃，熔融纤维内层熔点为240℃，外层熔点：110℃；
(1-2)起绒毯的制作：PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，然后对纤维网的一面进行针刺起绒；PET纤维的纤维长度为6.7dtex。起绒毯为针刺起绒风格，该风格面料多用于中高端车型，面料表面较为细腻，手感柔和，起绒毯的颜色可以通过多种颜色的PET纤维调节得到；
(1-3)饰板主体成型件的制作：通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，PET成型毡和起绒毯为一体式结构，将该一体结构的复合材料经过190℃高温加热软化170s，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件，成型模具需要通过水冷系统，保持模具温度为13℃，压制时间为100s；
(2)汽车用尾门饰板零件的制作：
将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件PP-TD15和吸音棉(材质为PUR轻质泡沫)依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件；焊接过程中可以采用市售的自动焊接装置，采用ABB机械手和自动焊接程序实现零件塑料件与尾门饰板主体的焊接；超声波焊接机的焊接时间为2.5s/点；超声模焊接机的焊头距离焊接材料表面的距离为50mm，焊头的下降速度为60mm/s；焊接振幅为45Hz；焊接压力为0.5MPa；超声波停止后，保压时间为3s，保压压力为1.5MPa。
实施例3
一种汽车用尾门饰板零件，包括依次固定连接的饰板主体成型件、零件塑料件和吸音棉，所述饰板主体成型件的表面为具有绒毛的表面。其中饰板主体成型件包括三层，分别为从上到下依次设置的起绒毯、PE淋膜、PET成型毡，其中起绒毯的单位面积重量为400g/m2；所述PE淋膜的单位面积重量为5070g/m2；所述PET成型毡的单位面积重量为1700g/m2。
本实施的汽车用尾门饰板零件的制作方法，包括以下步骤：
(1)饰板主体成型件的制作：
(1-1)PET成型毡的制作：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维按重量比为50：40：10通过混纺工艺制成PET成型毡，其中聚丙烯纤维熔点为168℃，熔融纤维内层熔点为240℃，外层熔点：110℃；
(1-2)起绒毯的制作：PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，然后对纤维网的一面进行针刺起绒；PET纤维的纤维长度为6.7dtex。起绒毯为针刺起绒风格，该风格面料多用于中高端车型，面料表面较为细腻，手感柔和，起绒毯的颜色可以通过多种颜色的PET纤维调节得到；
(1-3)饰板主体成型件的制作：通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，PET成型毡和起绒毯为一体式结构，将该一体结构的复合材料经过210℃高温加热软化190s，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件，成型模具需要通过水冷系统，保持模具温度为23℃，压制时间为75s；
(2)汽车用尾门饰板零件的制作：
将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件PP-TD15和吸音棉(材质为PET)依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件；焊接过程中可以采用市售的自动焊接装置，采用ABB机械手和自动焊接程序实现零件塑料件与尾门饰板主体的焊接；超声波焊接机的焊接时间为3.5s/点；超声模焊接机的焊头距离焊接材料表面的距离为80mm，焊头的下降速度为100mm/s；焊接振幅为60Hz；焊接压力为1MPa；超声波停止后，保压时间为5s，保压压力为2MPa。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (13)
1.一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）饰板主体成型件的制作：
PET成型毡的制作：将PET纤维、聚丙烯纤维和熔融纤维按重量比为40~50：30~40：10~30通过混纺工艺制成PET成型毡；
起绒毯的制作：PET纤维通过开松、混合、梳理、铺网形成均匀的纤维网，采用预针刺固结，然后对纤维网的一面进行针刺起绒；
饰板主体成型件的制作：通过PE淋膜将PET成型毡和起绒毯复合制成复合材料，将该复合材料经过200±10℃的高温加热软化，由模具和成型压机压制成型得到饰板主体成型件；
（2）汽车用尾门饰板零件的制作：
将饰板主体成型件固定在焊接胎模中，将需要焊接的零件塑料件和吸音棉依次固定到焊接胎膜的模具夹具中，采用超声波焊接机同时完成饰板主体成型件和零件塑料件以及零件塑料件和吸音棉之间的焊接，得到汽车用尾门饰板零件。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述起绒毯的单位面积重量为250~400g/m²；所述PE淋膜的单位面积重量为50~70g/m²；所述PET成型毡的单位面积重量为1300~1700g/m²。
3.根据权利要求2所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述起绒毯的单位面积重量为300g/m²；所述PE淋膜的单位面积重量为50g/m²；所述PET成型毡的单位面积重量为1400g/m²。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述零件塑料件的材质为改性PP材质。
5.根据权利要求4所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述零件塑料件的材质为PP-TD15。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述吸音棉的材质为PET或PUR轻质泡沫。
7.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述超声波焊接机的焊接时间为2.5~3.5s/点；超声模焊接机的焊头距离焊接材料表面的距离为50~80mm，焊头的下降速度为60~100mm/s；焊接振幅为45~60Hz；焊接压力为0.5~1MPa；超声波停止后，保压时间为3~5s，保压压力为1.5~2MPa。
8.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述饰板主体成型件的制作过程中，复合材料的高温加热软化的时间为180±10s。
9.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述模具的温度设定为18±5℃，成型压机的压制时间为75~100s。
10.根据权利要求9所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述成型压机的压制时间为90s。
11.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述起绒毯的制作过程中采用单种或者多种颜色的PET纤维。
12.根据权利要求1所述的一种汽车用尾门饰板零件的制作方法，其特征在于，所述起绒毯的制作过程中PET纤维的纤维长度为6.7dtex。
13.一种采用权利要求1所述的制作方法得到的汽车用尾门饰板零件，其特征在于，包括依次固定连接的饰板主体成型件、零件塑料件和吸音棉，所述饰板主体成型件的表面为具有绒毛的表面。
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