汽车顶棚内饰设计及工艺

　　郭佳兴 王威威
　　【摘 要】汽车顶棚由于采用一些热塑性的材料，对于外界的声音和热量具有一定的抵抗作用，同时兼具了一定的色度要求，因此，在实际应用过程中，具有较为广泛的作用。如今，汽车内饰顶棚总成的生产工艺已经成为重要的研究课题。顶棚内饰是汽车内饰的重要组成部分，顶棚不仅可以隔离车外的热量，还可以降低车内的噪声，不仅起装饰作用，对乘客还有一定的保护作用，因此顶棚的设计非常重要。
　　【关键词】汽车顶棚；内饰；设计及安装
　　汽车顶棚，英文名：Headliner。指在车身顶盖钣金下面加装的内饰件，其作用除提高车内装饰性外，还起到隔音、吸音、隔热的作用。顶棚集成有车顶控制台、遮阳板、把手、空调风道、线束、头部吸能块、隔音隔热块、阅读灯及相关电子设备，顶棚的设计与制造是整车的重要一环。
　　一、相关概况
　　1.结构
　　汽车顶棚内饰按照材料主要分软顶和硬顶两种。软顶一般是由面料和泡沫层用层压法或火焰法复合在一起的。其中泡沫层主要起隔热、降噪、减振的作用。硬顶基本都是模塑成型的顶棚，主要由面料层、基材层组成，根据客户需求也可以在顶棚背面增加无纺布层、在面料层上面覆盖保护膜层等。
　　汽车顶棚大体上是由面料层、基材层与背面无纺布层构成的，其中面料层面料能够呈现出顶棚的外观形态，通常应用无纺布、针织面料、TPO与PVC膜。基材层决定了顶棚功能，通常应用PU玻纤板、PP玻纤板、瓦楞纸板、麻纤维板等材料共同制得的。面料材料中的TPO与PVC因为有刺激性气味，并且在高温环境下形态易发生改变等缘故，逐渐被淘汰；基材材料中的瓦楞纸板和麻纤维板由于自重较大、潮湿环境中极易发霉以及隔音性能较差等不许，在汽车顶棚设计中的应用频率也处于逐年下滑的态势中。
　　2.顶棚成型、加工和安装
　　顶棚本体的成型采用模压成型，将板材放入金属（或树脂）阴阳模具中，经过加热、加压固化成型。顶棚轮廓和开孔的成型：高压水切割或模切（模具带有铳头）。具备工艺简单、修改灵活、成本低廉的特点，但切割精度差导致尺寸控制差、容易产生毛边等。模切割是在模具上预置刀头，在顶棚模压成型的同时开孔完成切割，其定位准确，误差小，但调整成本高，通常作为顶棚安装的基准孔位来设计，面和线的轮廓度控制在±1.5mm。
　　顶棚固定点安装分布在顶棚四周的把手、遮阳板、中央控制器、车顶灯。如果没有后顶灯，需2-3个塑料卡扣、尼龙搭扣、磁铁实现自身固定。装配顺序为：1.后部固定点>2.遮阳板安装点>3.顶灯安装点>4.门洞密封条>5.乘客把手>6.内饰护板。后部或遮阳板安装点为安装基准点。
　　二、生产工艺
　　1.干法工艺
　　对于干法工艺来讲，其工艺相对较为简单，但是此工艺需要投入较高的成本。该工艺在使用时，主要应用于是工作量相对较小的顶棚生产中。现今顶棚的生产厂家在进行顶棚的生产时，主要应用的是干法工艺，但所需的原材料均是直接从外面进行采购，在极大的程度上降低了生产过程中的工作量，主要留给厂家的还剩下安装、切割以及模压等几个环节的处理。首先对于模压来讲，第一步要做的就是对加热炉温度的控制，应该将其控制在200摄氏度左右，在进行加热时，保证加热时间不超过2分钟。此外还要对合模的压力以及保压的时间进行控制，前者控制在15兆帕左右，后者控制在1分钟左右。其次是对于顶棚的切割，在进行切割时，一般选择的工具为高压水，具体是先将顶棚产品放到需要切割的位置上，然后由机器人来执行切割的过程，即工作人员将切割的路线进行编程，然后输入到机器人的控制系统中，然后由机器人来执行高精度的操作，不断对程序进行重复，最后保证产品的尺寸均可以达要求。
　　2.湿法工艺
　　湿法又可以分为一步法和两步法。一步法先将胶滚涂在聚氨酯板材表面并喷洒固化剂和水，使之与玻毡、胶片及面料等材料叠合，再将叠合后的复合材料送入高温模具压制顶棚初型，模具的温度取决于胶水的固化温度，最后用水切割机切割裁边。
　　两步法先将胶滚涂在聚氨酯板材表面并喷洒固化剂和水，使之与玻毡、底层无纺布等材料叠合，叠合后送入高温模具压制顶棚初型，再将顶棚初型用水切割機切割裁边成顶棚基材，然后在顶棚基材表面喷洒胶，将基材和面料一起送入高温模具压制成型，最后用水切割机再次切割裁边。
　　两步法生产效率低于一步法，但是两步法可生产出面料翻边、负拔模角度的顶棚。
　　模塑成型顶棚的工艺无论是干法还是湿法都包括复合、模压和切割3个基本工序。干法生产效率高而且环保，可以回收，产品成型后外观比较饱满，但是原材料成本高些，干法工艺较适用于生产结构相对简单和拉伸深度较小的顶棚。湿法生产成本低于干法，但污染较高，影响生产者的身体健康，产品不可回收，湿法工艺适用生产结构相对复杂和拉伸深度较大的顶棚。
　　3.两种工艺的对比
　　在生产过程中无论使用哪一种生产工艺，都必须要包括模压、切割以及复合的程序，因此主要对此三种程序进行对比。首先对于模压来讲，其是先将基材进行加热，使其软化，之后使用模具来将其模压成型。其次是切割，其主要是通过将已有程序植入到机器人的系统中，来满足切割的高精度要求。而对复合程序来讲，其主要是通过冷却区域以及加热区域来将所购进的材料进行加热以及冷却的处理，最后得到所需要的基材。但是就两者的关系来讲，从经济的角度来看湿法工艺优先，而从环保的角度来看干法工艺优先。
　　三、结束语
　　在实际生产过程中，不管是采用哪种生产工艺，都需要针对于材料、车型等进行匹配，从而在一定程度上为实现汽车的高性能，高舒适程度做出实际作用。此外，根据当前的生产环境，应该积极实施相关技术的改良，从而提升行业的效益以及长远发展的可能性。
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