汽车产品搪塑工艺知识分享

　　搪塑（Slush-molding）又称为涂凝成型。它是用糊塑料制造空心软质制品(如玩具、汽车仪表板表皮)的一种重要方法。搪塑工艺是对带皮纹的搪塑模具（镍壳）背面或整体进行加热，模具和装有PVC（或其它材料）粉末的粉料箱对接后旋转，粉料箱中的塑料粉末自然落入模具中融化或是胶化，热模表面上就会形成一个形状与产品一致的带皮纹的表皮，然后取下粉料箱，模具冷却后，人工将表皮从模具上取下，得到PVC表皮。

　　成型皮纹均匀、清晰、美观，表皮手感柔软。真空成型工艺，是将带皮纹的PVC表皮加热，拉伸后吸附在成型模具或塑料骨架上，由于PVC表皮经过不均匀的拉伸，使皮纹变形，影响了美观；而搪塑表皮的皮纹是刻在模具上的，所以得到的表皮皮纹清晰美观。

　　B：成型（上料）工位：将粉末附着在加热的模具上并在模具表面形成一层规则薄膜。

　　D：冷却工位：转化薄膜形成固体表皮，能够很容易的在正确的方式下从模具里取出来

　　典型问题有：表皮多孔，穿孔（气泡）和发泡后表皮表面有渗出的泡沫，表皮质量轻。

　　旋转速度过快:粉末的流动可能会比较混乱,表皮内表面可能会形成波浪条纹, 还可能造成粉末在角落的堆积（因为粉末会在角落里冲击较快，粉末自身粘结）。表皮质量轻。

　　旋转速度过慢: 粉末会在角落里形成凝块,因为粉末不能及时的落到粉盒里,造成加热时间过长,粉末粘结性加大。另外,因为有结块粉末的流动,会在表皮上出现流动痕迹。表皮质量重。

　　塑化时间过长或者温度过高,表皮的背面会有燃烧的现象，还可能在表皮背面出现流痕（淌流），模具着色。

　　脱模必须是连续的一次性的.如果脱模中断的话,表皮上可能会有一条线，即中断拉伸造成的“拉痕”。

　　根据产品的尺寸、形状及搪塑设备的容模尺寸等设计模具的尺寸及型腔数。如设计一模多腔、则必须充分考虑到型腔面寿命和固定、更换方便等。一般来说，型腔面之间的距离设计为100mm左右，两型腔面搭接固定留有的间隙设计为70mm左右，一模两腔更换如下图所示

　　产生原因：模具冷却位置密封不好；模具清洗后未用压缩空气吹干；模具未清洗干净

　　（2）工艺参数的控制检查：涉及烘箱返回温度、模具返回温度、搪塑温度、模具加热时间、模具冷却时间、模具旋转、敲击参数等，每班检查两次《工艺因素点检表》

　　采用常规闭模浇注外侧充气条密封，具体结构如断面所示，表皮与骨架贴合面间隙范围为1.5-3mm，封料边宽度大于5mm，表皮过度圆角R大于1mm，若此封料形式出现漏料状况，可采用海绵条进行密封处理。

　　采用闭模浇注自密封形式封料，具体结构如断面所示，表皮与骨架贴合面与发泡模具运动方向线°，此处因造型缘故角度为45°，接触面长度大于10mm，表皮骨架零贴。

　　采用骨架筋硬密封形式，具体结构如断面所示，采用三角筋形式密封，角度范围为30°~60°，筋高度为2mm~5mm，筋顶端采用尖角形式，封料筋与表皮干涉0.5mm。

　　模具筋硬密封与产品制作密封筋原理相同，均为在合模过程中密封筋压住表皮和骨架进行密封。硬密封对骨架的密封面和圆角的大小的限制较小，但是对密封面的角度有要求。密封区域的骨架上有结构开孔的话，就不能采用充气条密封，可以采用硬密封或软密封，但需要在骨架上贴封料纸

　　海绵条软密封是表皮通过一层很薄的发泡料与仪表板骨架贴合。密封面的宽度一般在7~10mm，最小不能小于5mm，密封面的表皮与骨架间隙3~5mm，角度限制优于硬密封，适用骨架区域较平的开口区域，可有效解决直立面硬密封产生表皮褶皱问题。因需要粘贴海绵条人工及成本较高。

　　模具筋硬密封与产品制作密封筋原理相同，均为在合模过程中密封筋压住表皮和骨架进行密封。硬密封对骨架的密封面和圆角的大小的限制较小，但是对密封面的角度有要求。密封区域的骨架上有结构开孔的话，就不能采用充气条密封，可以采用硬密封或软密封，但需要在骨架上贴封料纸。

　　a.充气条密封对骨架和表皮的限制较多，骨架需要有20mm的密封边;b.在密封条外面必须设置真空槽以使表皮贴合型腔，密封条边缘距离产品切割线mmc.密封区域要平坦，对于表皮必须要满足R12mm外角和R22mm内角的要求，如果是圆角较小的拐角，建议采用成对的实心密条来密封

　　自密封通过发泡压力进行密封，主要用于整体式骨架局部发泡，配合处外观效果好，省去拆件成本。

　　硬密封分为在产品或者模具上制作密封筋来密封，硬密封对骨架的密封面和圆角的大小的限制较小，但是对密封面的角度有要求，密封面的角度与合模方向必须大于等于30(推荐45° )，因为表皮和密封筋之间0.5mm左右的干涉量，合模过程中角度太小会发生刮擦，表皮容易损伤起皱。

　　软密封是表皮通过一层很薄的发泡料与仪表板骨架贴合。密封面的宽度一般在7~10mm，最小不能小于5m，密封面的表皮与骨架间隙3~5mm，角度限制优于硬密封，适用骨架区域较平的开口区域，可有效解决直立面硬密封产生表皮褶皱问题。

　　搪塑成型工艺最开始是为聚氯乙烯（PVC）类材料设计开发的，其广泛应用于下图指示的内饰零件。但PVC在抗老化、耐低温等方面存在缺陷。TPO作为一种新型的热塑性聚烯烃弹性体材料可用搪塑工艺成型。TPO具有密度小、低气味、低VOC、耐低温、耐老化等优异的特性，可以满足汽车内饰复杂设计、轻量化以及绿色环保的要求。

　　表皮成型工艺主要有真空吸塑（阳摸和阴模）、聚氨酯喷涂（PU-Spray）和搪塑（Slush molding）等。搪塑具有设计自由度高、制品美观、手感舒适、无内应力、材料成本低等优点。各种表皮成型工艺的特点如下所示。

　　搪塑对原材料的流动性能、力学性能、热稳定性能以及熔融性能等方面都有严格要求。传统的搪塑工艺一般采用PVC粉末材料，成本相对低廉，但由于PVC材料在耐光老化、耐热老化、耐低温性能、耐胺性能、气味性、VOC、增塑剂迁移、材料不可回收等方面存在一定短板，因此目前各大厂商对TPO材料的应用较为重视，影响中好像有丰田的专利。然后其他工艺也是可以使用TPO的，现在也是真空吸塑成型工艺使用最多，搪塑没有那么想用就用吧。

　　TPO可以实现100%可以回收（市场回收这一块小编不清楚，针对整机厂不良件的供应商回收有些供应商会进行，供应商内部的再利用是可以的，有知道的小伙伴望留言指导），优异的耐热性、耐光性和耐寒性，并且其密度低（对比搪塑PVC减重额可达到20%以上）、气味小、VOC含量低、雾化性能更好。

　　TPO搪塑粉的微观结构处于不规则形态，因此TPO粉末的流动性没有PVC粉末好，其成型性也较差、脱模困难。

　　将20 cm3的搪塑PVC表皮和TPO表皮样品分别放入密封的玻璃瓶中在烘箱内加热至80℃，保温2h后放在恒湿恒温间1h后用于气味实验

　　环保部决定将国标GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》修订为强制标准后，消费者的绿色环保意识和维权意识空前提升。利用热解吸/气相色谱法/质谱测定法联合测定搪塑PVC、TPO表皮材料释放出的VOC含量。

　　将搪塑TPO表皮和PVC表皮放入烘箱中进行120℃/21天的热老化试验，分别测试老化前后的断裂强度、断裂伸长率以及玻璃化转变温度（Tg）。

　　将搪塑PVC表皮和TPO表皮暴露在氙弧灯（CI 3000）的光照及热辐射下300h，通过模拟自然气候和日光照射等实验条件来测试材料的耐光老化性能。

　　采用CROCKMETER摩擦色牢度仪、用干燥和浸润有化学介质的标准白布摩擦样件表面，并参照灰度卡对标准白布（沾色）和表皮样件（褪色）进行评级。

　　B：由于TPO材料具有流动性较差，加工温度区间较窄，熔体粘度随温度变化较大等缺点，搪塑TPO表皮成型难度较大，搪塑工艺参数也与PVC有所不同。

　　C：搪塑TPO需要更高的模具温度，模具温度比搪塑PVC高20℃左右，TPO的塑化温度在230～250℃。模具温度太高会导致表皮烤焦，温度太低搪塑粉没完全转化为熔化的薄膜，表皮会出现小孔。

　　D：成型和旋转由于TPO材料密度低，同时TPO粉料熔体流动性比PVC差，所以搪塑TPO模具的转速要高于搪塑PVC，否则无法得到厚度均匀的搪塑表皮，参考转速为16 r/min。具体转速设定需要根据设备及零件结构进行调整，如果转速太快粉末的流动会比较混乱，表皮上会出现波浪状图案，还可能粉末自身出现粘结，在角落里堆积。如果转速太慢，粉末不能及时落到粉盒里，造成加热时间过长，粉末形成凝块，造成制品厚度不均等缺陷。

　　E：冷却和脱模搪塑TPO表皮脱模需要比PVC更加低的温度，模具温度最好控制在40～50℃。如果模具温度过高，表皮脱模时可能会出现变形和撕裂，导致后期发泡中表皮尺寸和位置出现发生变化；如果模具温度过低，表皮脱模时需要更大的拉力，导致表皮表面拉伤。

　　F：凝胶/塑化时间PVC粉在加热过程中会出现明显的凝胶化转变过程，该转变有利于PVC树脂在模具中成膜，所以单从工艺上来说PVC是搪塑工艺的最佳材料。而TPO在搪塑过程中需要更长的凝胶和塑化时间。