免喷涂材料于汽车领域的应用

■ 型创科技 / 罗伟航 应用工程师

前言

随着汽车制造领域的发展和创新,越来越多的新工艺被应用到汽车制造上。为了得到诸如闪烁珠光和金属质感等丰富外观的效果,通常会使用油漆喷涂工艺进行后处理,来保证塑料件有较好的外观效果。该工艺的缺点是在喷涂的工艺过程中,会对环境造成很大的污染,且工艺较繁杂。近年来,世界各国都提倡环保,因此许多企业都趋向环保的方向发展。因此「免喷涂材料」的概念应运而生。只需要通过直接一次射出成型即可达到喷涂所需要的外观效果,包括高光、珠光效果、金属质感等效果,而不需要额外工序对产品进行涂装。

免喷涂在汽车中的应用

免喷涂材料的应用范围广泛,从电锅、冷气、洗衣机等家电面板,到汽车踏板、手套箱、立柱饰板、侧裙等汽车饰件都可以看到免喷涂材料的应用。

汽车内外饰产品是免喷涂材料的重要应用领域,汽车的内外饰产品通常具有产品结构大,机械性能要求高、功能化要求高等特点。对于应用于汽车产品的免喷涂材料也提出了不一样的要求。而使用免喷涂材料的理由,除了免喷涂材料的可回收性有助于环保战略的实施外,更重要的是可降低成本,使汽车更加轻量化。免喷涂工艺直接通过射出一次成型即可得到外观良好的效果,减少了传统喷涂的繁琐工序,降低人工成本。免喷涂材料比一般的材料价格高10%左右,但是相比使用喷涂工艺,额外购置喷涂油漆的费用,使用免喷涂工艺可使汽车企业的成本下滑20%~30%。再者采用免喷涂材料生产汽车零部件也是实现汽车轻量化、节能化的有效途径之一。

免喷涂材料在汽车领域应用存在的问题

对于免喷涂材料制品来说,免喷涂材料中金属色粉的取向是影响成品外观的重要因素。目前汽车制造领域中,免喷涂材料所产生的外观缺陷主要为熔接痕和流痕,容易在产品表面上形成不同光泽痕迹,导致产品外观不良。其表面不良痕迹出现的区域,大都落在熔接线、补强筋背面、主平面流痕。当产品有孔洞或厚薄不均的结构时,熔胶在流动到这些区域的时候熔胶会产生分流。当两股或多股熔胶汇合的时候,由于两股熔胶的前沿温度不一样,且温度较低。导致汇合的时候高分子链无法很好的融合在一起,从而产生熔接痕。而两股熔胶的汇合导致金属粉的取向发生变化,使外观面黑线更明显,如图1。

图1:免喷涂塑件产生之黑线

在塑料件的外观面尽可能使金属粉在相同的取向作用是保证免喷涂零部件光学外观一致性的关键。图2为金属粉取向方向对光线反射的原理。当金属粉取向与产品厚度方向相同时,光的反射光强较强,在目视的效果就呈现较好的金属质感。而当金属粉取向与产品厚度方向不同时,光的反射光强较弱甚至直接穿透金属片,此时目视的效果就会较差(图3)。取向不一样的金属粉就会导致有色差的情况出现,从而产生所谓的黑线(黑痕)。

结语

从环保意识出发,低成本、绿色的汽车制造工业发展,会随着未来对免喷涂技术的深入研究和开发,使免喷涂技术的使用越来越普遍。

目前该技术需要克服的地方在于免喷涂材料的射出成型,对填充物的取向敏感,容易产生熔接痕等黑线的缺陷。需通过设计均匀的产品壁厚、减少薄壁的结构,合理控制加强筋与孔洞的数目来减少黑线产生的风险。

参考文献

  • 免喷涂外观美学树脂的应用_林洁龙
  • 免喷涂射出机的成型质量及应用概述_杨北京
  • 免喷涂技术在汽车射出工业的应用_唐宇航
图2:金属粉取向与产品厚度方向相同
图3:金属粉取向与产品厚度方向垂直

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