新材料工艺在汽车内饰的应用

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇新材料工艺在汽车内饰的应用，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

引言

随着经济科技不断进步，汽车行业在生产发展过程中更注重环保性，现在，汽车在生产设计中的都在采用新的纤维材料，来制造汽车内饰例如汽车门板、汽车顶棚等等，在汽车内饰加工之初人们对化学材料的使用比例较大，这样会造成环境污染、销毁处理时的资源浪费、多次加工等问题，但是新材料大多属于环保型或是性能优良的材料这样可以为加工提供更多的便利，此外新的加工工艺可以减少二次加工时间、提升材料利用效率，在未来的汽车内饰生产加工过程中可以起到重要作用，也在未来将成为形势所趋。

1新材料在汽车内饰设计中的应用

1.1微发泡植物纤维复合材料

植物纤维复合材料是由秸秆、麻、木、竹等植物纤维与聚乙烯塑料混合挤压而成的一种新型材料，微发泡纤维成本低，机械性能好并且没有难闻的气味，并且在飞机、高铁、汽车等领域有着广阔的应用前景，复合植物纤维素纤维具有较大的长径比、比强度较高、使其可以应用在增强体或聚合物基体复合领域[1]。并且它具有较大的面积、较低的密度和可降解性，在实际应用方面它有很多优良的特性，例如：质量轻，成本低，加工性好，设备损耗低，可生物降解，相对而言比较环保。微发泡技术依靠着其发泡制品密度低、可以很好地隔绝声响被应用于汽车内饰之中。实际上有两类微泡沫技术，即物理泡沫和化学泡沫。其中，化学发泡法由于具有施工简易、生产简单、费用较低、可以批量生产的优势，在工业生产中的应用十分普遍。早期植物纤维复合材料多使用增强热塑性树脂，因其制成的复合材料具有成本低、模量高等优点，因而被应用于汽车内饰零件上[2]。市面上的材料如聚乙烯对汽车内饰衬底的冲击性能由于其刚性、强度下降导致汽车内饰衬底的抗撞性差。另外，与玻璃纤维、碳纤维增强复合材料比较而言，微发泡植物纤维内部空隙较大并且具有独特且耐用的钢管结构，可以吸收较多的声能，达到更好的使用效果。

1.2全水性生态超纤材料

全水生态超纤材料是由水溶性聚乙烯醇（PVA）、尼龙6做岛而形成的定岛超纤维，将该定岛海岛超细纤维通过梳理针刺法制成非织造布，以该非织造布为超细纤维皮革的骨架材料[3]。这种材料能够实现真正环保，超越真皮，超越真皮，完全解决了透气、环保等问题，汽车内饰方面得以使用，并且可以在家具沙发上应用，可以达到透气透湿、韧性强稳定性好。这是一种使用高科技人造革的材质。因为它的环保性极佳，无刺鼻的气味，耐折，耐磨损性好，质地柔软易于加工，外形美观，是一种可以利用广泛的天然皮革。与自然皮革比较，其主要特征是尺寸稳定、手感舒适、韧性好；透气性好，比真皮的柔韧性高两倍还多；高撕扯强度和撕扯强度；其耐折性与真皮不相上下；具有优良的耐候性，自生产至使用不含任何有机溶剂，所有产品均为水性，无任何污染，无异味，也没有任何危害，具有良好的环境保护作用。然而随着人类对于品质的需求的提升，人们目前倡导环保低碳的绿色，而全水性生态超纤皮革因为其真正的环保性，势必在未来脱颖而出，是未来超纤产品研究开发的重要目标[4]。

1.3玄武岩纤维增强聚丙烯复合纤维

玄武岩纤维增强聚丙烯（BFRPP）复合材料是以玄武岩纤维（BF）为增强相，热塑性的聚丙烯（PP）树脂为基体，二者按照一定的体积分数复合制成的热塑性复合材料[5]。也就是说通过对玄武岩纤维进行喷丝板纺丝法后对其进行与聚丙烯材料的融合所形成。它不仅防挤压力强、耐高温程度好并且强度高、坚硬。基体材料聚丙烯是密度最小的高分子材质，加工力和机械性较强。而且其抗腐蚀性能好、成本低、生产效率高等优点也可以广泛地为人所使用。并且可通过拉挤、缠绕等工艺与环氧树脂等多种工艺组合而成的新型建材。这种材料具有高强度，并且抗耐酸、耐腐蚀性好。玄武岩复合纤维的膨胀系数与混凝土相近，两者之间不会产生大的温度差异。玄武岩纤维用于汽车内饰行业，可以降低车辆的外部和引擎所发出的不想要的噪声，玄武岩增强的聚丙烯复合材料纤维，它的吸声效果和耐热性都很好，可以用于内饰板中用于隔音以及散热。这些好处使玄武岩增强聚丙烯纤维复合材料已在汽车制造、冶金、化工、建筑等行业成为玻璃纤维的良好替代品[5]。

1.4共聚酯材料

SKYTRA共聚酯也称为PET，是由多元醇与聚酯缩聚而成的高分子的统称是一种性能优良，用途广泛的工程塑料[6]。目前汽车装饰中使用最多的是塑料，聚丙烯是目前使用最多的材料，它具有低密度、低价格、高刚性、高耐温性和良好的加工性能。但聚丙烯作为一种新型的塑料，在应用于汽车行业时，为了使之符合实际应用的要求。在汽车外观装饰的设计和生产中，要考虑到其成本，所以选择合适的材料和合理的设计思想可以使其达到更好的效果。SKYTRA共聚酯脂是一种环保、实用的新型塑料复合材料具有较高的实用性。由于这类塑料原料中包含了从玉米中提取的某种原料，因此这种塑料材料具有生物特性。通过实际调查可以发现，此类材料的抗冲性及抗腐蚀性较强，且具有较高的透明度，属于透明塑料材质[6]。这种材质符合社会需要，因此它在新能源汽车内饰织物的设计上有很大的发展空间。因此，为了推动新能源汽车的发展，必须重视这种材料的合理使用，进而为汽车内饰设计提供更多可能。

2新工艺在汽车内饰中的应用

2.1快速热循环注塑成型工艺

快速热循环注射成型是一种高度光泽表面无痕迹的注塑技术，其成型产品无需打磨和抛光处理，省去喷涂涂层等后续步骤，这样既降低了能源和节省了制造成本，实现了塑料制品的绿色化生产。与传统的注射成型工艺相比，其表面温度比注射成型树脂的玻璃转变温度稍高，但是它可以在较高的温度下快速降温，从而改善塑料的外观质量，减少二次加工，减少对环境和工作人员的损害。此技术是在模具表面温度高的情况下，可以迅速冷却，保持模具的外形，减少返工的可能性。但因为这种技术是在高温下进行的，所以这种技术对模具的材质也有要求，第一，它必须要具有很高的耐热性，可以在高温下工作，第二，它的硬度要比其他的要高，而且还要有光泽和流动性。在目前的模具制造中，吹气成型技术的出现，无疑是为了解决传统工艺的成本问题，而随着成本的降低，整体的经济效益也会随之提升，而由于吹塑工艺的特殊性，吹塑工艺的成本也会降低，但也会导致产品质量的下降[7]。这主要是因为在吹塑的时候，在模具还没有完全贴合到模腔的时候，就已经开始成形了，所以不能和模腔紧密的贴在一起，这样的话，模具就会有橘皮、凹陷之类的现象，但是快速热循环注塑工艺可以在较高温度情况下快速降温，减少了二次加工、合格率比较完备、成品质量好，另外此工艺对于模具的制造、装配准确度要求不高，以便制造更好的汽车内饰产品。

2.2产品微发泡气体反压工艺

发泡工艺是在塑料中添加一定的化学发泡剂，通过注塑机熔化塑料，然后将其注射到模具中，在模具的作用下，得到一个具有气孔结构的塑料制品，主要用于汽车车门内饰板。然而，微发泡并不适用于对外观表面有较高要求的产品，仅采用微发泡的产品，其外观质量难以得到保证，而且还会出现银纹等缺陷从而导致质量不高。单纯的发泡工艺很难控制发泡的范围，因此外观表面由于发泡带来一道道放射性流痕等缺陷[8]。将反压工艺与微发泡工艺相结合，通过在模具型腔中的反压力，来对产品表面的发泡度进行控制，从而获得了表面质量较好、内部泡孔致密、制件强度高的产品，适合于对外观有一般要求的皮纹或光面的微发泡产品。采用发泡法和反压法相结合，既可以解决单种发泡法容易出现的质量问题，又可以保持发泡法本身的优势。在减少车辆的质量的前提下，可以减少车辆的能源消耗，从而有效地控制车辆的总成本。

2.3低压注塑成型工艺

低压注塑成型工艺，是在注塑过程中通过注入极少的低压，将PVC表面或编织表面与内部框架材料进行复合，并迅速固化从而得到产品，到低压注射成形的加工流程。可选用软材质的压射制品，例如普通的可以使用针织物或聚氯乙烯织物。相对于传统的涂布工艺而言，它的优势在于：将外层材料与塑料基体复合注射成型，具有较高的粘接强度，使用寿命长；由于外皮和底材在注射时不需要上胶，因此在制品成形和得到的制品更绿色；与包覆法相比，对内衬框架的结构设计约束较少，对曲面造型的自由度更大，外形特征更清晰、更硬朗；该产品具有低注塑压力、高生产率、低废品率；分模现及熔接痕可得到良好的覆盖；所得产品触感、外观、表面纹理均优良。鉴于低压注射成型技术的特殊性，结合当前汽车行业中大量使用纤维布包裹立柱饰板，提高外观和舒适性，提高内部感觉品质，故目前在轿车内护板、立柱饰板、遮阳板等要求表面处理的产品中，应用范围更广。因此，在采用低压注射成型工艺的柱装饰板材的结构不仅要符合成形工艺要求，而且要避免产生废料，从而提高生产效率；也要确保装饰面板的构件结构与车体连接时不能采用螺丝；主要是利用塑料件或金属件直接安装在汽车的板件上；安装的点位排列一定是按照一定比例的，可以确保在路上测试和使用中不发出异响，没有脱落出现等；外观上不得有瑕疵，圆角的连接角不但要准确，还要合适；在强度上不能存在弱点；装卸和装配不得有任何干扰；安装方便，安装后不会发生变形。最终可以达到提升终端产品的性能，节约成本的作用

2.4模内层压成形新工艺

随着汽车质量的不断提高，汽车内饰零件的使用越来越多，尤其是对其材质和成型工艺的需求越来越大，汽车内部零件的市场竞争也越来越激烈。为加强或改变汽车内部产品的外观，改善其柔软触觉和质感，一般要求在硬质塑胶产品的外表上加上一层薄层，例如PVC人造革、织物、聚氨酯合成革、织物、真皮、毯层等。这对改善汽车，特别是轿车的室内设计，改善乘坐舒适度，改善汽车的品质，已经被越来越多的中高级车所接受。根据技术的发展，采用模内层压成型技术是一种行之有效的方法，它首先在模腔中插入一层材料，在模具合模的时候，将叠层材料逐渐拉深，紧密地贴合到模腔内，接着在叠层材料的内侧进行注塑成型，在填充期间，塑料熔体与叠层材料相接触并结合，在冷却之后，叠层材料与成型的塑料衬底的外表面结合，从而制造出了用叠层材料作表面装饰的模内层压制品。模内层压成形工艺与传统的先成形塑料基材、再粘结外覆盖层的工艺相比，具有如下的显著优点，其一模内层压法一次成形，只需要一组模具，省去了传统的多道工序，同时需要两个模具，故此可以大幅度提升产出比率，节约生产的物品成本。其二模内层压成型是一种环境友好的方法，将叠层材料与模腔内的胶粘合成型时无需加入任何粘合剂，可以有效地降低生产和使用中的危险气体，综合这些优势可以使得在汽车内饰制作中被广泛使用。

3结语

随着科技进步，许多新的材料以及加工工艺方式应运而生，汽车内饰制造方面存在着诸多的可能，如今新型材料大多朝向环保、绿色方向发展，在汽车内饰应用方面至关重要。新型加工工艺也因为减少人力，或节省许多工序，提升生产效率被人们所使用。总而言之，设计师应在汽车内饰材料中应用新材料与新工艺以获得提升效率、节约成本，并且创造更好的使用价值。

参考文献：

[1]刘惠铭.具有可色控荧光的纤维素基轻质材料的制备及性质研究[D].广州:华南理工大学,2019.

[2]袁泉.汽车内饰用微发泡植物纤维复合材料性能研究[D].武汉:武汉理工大学,2020.
[3]张哲.全水性生态环保超纤合成革技术研究与展望[J].新材料产业,2017(2):54-56.

[4]高磊,牛家嵘,金欣,等.超细纤维合成革柔软改性的研究进展[J].皮革科学与工程,2022,32（04）:54-59.

[5]唐春红.短玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究[D].长沙:湖南大学,2020.

[6]王博.新环保塑料材料用于新能源汽车内饰的分析[J].时代汽车,2022(12):120-121.

[7]刘继涛.快速热循环注塑成型过程数值模拟方法研究[D].济南:山东大学,2011.

[8]管中学,刘肖飞.汽车车门内饰板产品微发泡+气体反压工艺介绍[J].内燃机与配件,2016,227(11):20-21.

作者:胡舒怡 张春明 单位:常州大学美术与设计学院