CN105946329A - 一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，属于汽车内饰件加工领域，其采用无纺布PET、玻纤GF、PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜以及PU板材形成三明治结构的复合材料，然后将叠加成的复合材料送入加热炉进行预热；随后将预热后的复合材料进行裁片；再将裁片之后的复合材料送入电加热区加热；最后将加热后的复合材料送入模具中与面饰贴合进行汽车顶棚压力成型，采用本技术方案使得汽车顶棚一次干法成型，过程简单、成本低、质量优良。

Description

一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺
技术领域
本发明涉及汽车内饰件加工领域，尤其涉及到一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺。
背景技术
目前，PU+GF+PET结构的乘用车内饰顶棚有两种加工工艺，使用PE或PP粘结的热塑性干法工艺和使用PU反应成型的热固性湿法工艺。其中干法工艺一直是分两步完成，即先将PU、GF和PET结合生成三明治基材，然后再加热软化并冷压成型。
现有技术中，汽车顶棚干法成型分为两步，第一步将无纺布PET铺在最下层，然后在无纺布上切撒玻纤GF和PE胶粉或PP胶膜，再铺上PU板材，然后再切撒玻纤GF和PE胶粉或PP胶膜，形成三明治结构的材料叠加。叠加成的复合材料送入加热炉加热至270-330℃，使PE胶粉或PP胶膜融化，然后再送入冷却板，使PE胶粉或PP胶膜冷却至20-30℃固化，将复合材料中的各种组成粘结在一起，并使用压力使其粘结牢固，形成基材。
第二步，将基材送入加热炉加热至250-350℃，使PE胶粉或PP胶膜再次融化并使各种组成材料软化，然后将软化的基材送入水冷的15-25℃模具，使用7-12MPa的压力，基材在模具中重新固化并成型，同时将面饰材料利用融化的PE胶粉或PP胶膜与基材粘结在一起一并成型，形成成品。
现有技术中，工艺过程可以简化为加热→冷却→基材→加热→冷却→成品，由于在生产基材和冷压成型的过程中都有加热，然后冷却的过程，使得整个过程流程延长，造成设备投入、场地、物流和人员成本的浪费，最重要的是造成能源严重浪费。
经检索，中国专利号：2012103788506，申请日：2012年10月9日，发明创造名称：一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，本申请案采用无纺布PET、玻纤GF、PE胶粉或PP胶膜以及PU板材形成三明治结构的复合材料，其特征在于：叠加成的复合材料送入加热炉加热至270-350℃，使PE胶粉或PP胶膜融化并使各种组成材料软化，然后将材料送入水冷的温度为15-25℃的模具中，使用7-12MPa的压力，叠加的材料在模具中重新固化并成型，同时将面饰利用融化的PE胶粉或PP胶膜与材料粘结在一起，产品成型，但是本申请案一次干法成型汽车顶棚，其三明治结构复合材料的粘结性差，极易导致汽车顶棚质量不合格。
发明内容
1. 发明要解决的技术问题
为了解决现有技术中汽车顶棚制造流程复杂、质量差等问题的不足，本发明提供了一种汽车顶棚一次干法成型的生产工艺，采用本技术方案使得汽车顶棚一次干法成型，过程简单、成本低、质量优良。
2. 技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，采用无纺布PET、玻纤GF、PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜以及PU板材形成三明治结构的复合材料，其步骤如下：
步骤一：叠加成的复合材料送入加热炉进行预热；
步骤二：接步骤一将预热后的复合材料进行裁片；
步骤三：接步骤二将裁片之后的复合材料送入电加热区加热；
步骤四：接步骤三将加热后的复合材料送入模具中与面饰贴合进行汽车顶棚压力成型。
作为本发明进一步改进，所述的三明治结构的复合材料由无纺布PET铺在最下层，然后在无纺布上铺设PE胶膜或PP胶膜，随后切撒玻纤GF和PE胶粉，再铺设PE胶膜或PP胶膜，然后再铺上PU板材，在PU板材上铺设PE胶膜或PP胶膜，再切撒玻纤GF和PE胶粉。
作为本发明进一步改进，步骤一中所述复合材料使用履带式专用传送装置送入加热炉预热，预热温度为180-250℃，预热时间为2-10s。
作为本发明进一步改进，步骤三中将裁片之后的复合材料使用专用夹具进行夹持，传输送入电加热区采用辐射式加热，加热温度为270-350℃，加热时间为30-80s。
作为本发明进一步改进，步骤四中将加热之后的复合材料送入水冷的温度为15-25℃的模具中，使用7-12MPa的压力，使叠加的复合材料在模具中重新固化并成型，同时将面饰利用融化的PE胶粉及PE胶膜或PP胶膜与复合材料粘结在一起，产品成型。
作为本发明进一步改进，所述PE胶粉的粒径（α）分布为：
α≥220μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤6%；
220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%；
110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%；
α＜77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤13%。
3. 有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
（1）本发明的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其中，PE胶粉的粒径（α）为220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%， PE胶粉的粒径（α）为110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%，申请人经过大量的生产实践发现，随着PE胶粉粒径（α）的减小，其相对分子质量将逐渐减小，但是其减小的趋势逐渐减缓，PE胶粉相对分子质量减小，使得其分子间的作用力减弱，其黏度降低，使其表现为PE胶粉溶体流动速率的增加，所以在相同的保温时间内复合材料内洒落的PE胶粉粒径（α）的减小，会使得PE胶粉的溶体流动速率增加，从而使得复合材料加热后PE胶粉溶体的分布更加均匀，最终使得汽车顶棚的成型效果更好。
（2）本发明的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，利用不同粒径（α）的PE胶粉以及不同质量的百分比，一方面避免了PE胶粉粒径（α）过小、粒径（α）过小的PE胶粉质量较多时，在进行PE胶粉撒粉的过程中PE胶粉的撒粉量不易控制，PE胶粉的撒粉量误差较大的现象；另一方面避免了PE胶粉粒径（α）过大、粒径（α）过大的PE胶粉质量较多时，在进行PE胶粉撒粉后，加热复合材料时过大的PE胶粉不易融化的现象。本发明通过利用不同粒径（α）的PE胶粉以及不同质量的百分比，使得大小不同粒径（α）的PE胶粉在洒落过程中能够使粒径（α）适当的PE胶粉洒落均匀，加热溶化后效果好；同时在进行PE胶粉撒粉的过程中能够对PE胶粉的撒粉量进行良好的控制。
（3）本发明的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，在预热过程使用履带式专用传送装置送入加热炉进行预热，此预热过程使得处于叠加状态时蓬松的复合材料在预热后能够减少蓬松的程度，进而使叠加成的复合材料能够很好地进行下一步骤裁片的操作，避免了复合材料在裁片过程中各层之间的错位，影响汽车顶棚的成型质量，采用预热温度为180-250℃，预热时间为2-10s，另一方面避免了预热温度过高、预热时间过长，致使复合材料中PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜融化，致使裁片时熔融PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜侧流；另一方面避免了预热温度过低、预热时间过短，蓬松的复合材料在预热后蓬松的程度不曾减少，同样影响裁片质量。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作详细描述。
实施例 1
本实施例的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，采用无纺布PET、玻纤GF、PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜以及PU板材形成三明治结构的复合材料，本实施例的三明治结构的复合材料由无纺布PET铺在最下层，然后在无纺布上铺设PE胶膜或PP胶膜，随后切撒玻纤GF和PE胶粉，再铺设PE胶膜或PP胶膜，然后再铺上PU板材，在PU板材上铺设PE胶膜或PP胶膜，再切撒玻纤GF和PE胶粉，再铺设PE胶膜或PP胶膜。
本实施例的汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其步骤如下：
步骤一：首先将叠加成的复合材料送入加热炉进行预热；预热过程使用履带式专用传送装置送入加热炉进行预热，此预热过程使得处于叠加状态时蓬松的复合材料在预热后能够减少蓬松的程度，进而使叠加成的复合材料能够很好地进行下一步骤的操作，避免了复合材料在裁片过程中各层之间的错位，影响汽车顶棚的成型质量，采用预热温度为180-250℃，预热时间为2-10s，另一方面避免了预热温度过高、预热时间过长，致使复合材料中PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜融化，致使裁片时熔融PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜侧流；另一方面避免了预热温度过低、预热时间过短，蓬松的复合材料在预热后蓬松的程度不曾减少，同样影响裁片质量。
步骤二：接步骤一将预热后的复合材料进行裁片。
步骤三：接步骤二将裁片之后的复合材料使用专用夹具进行夹持，传输送入电加热区采用辐射式加热，加热温度为270-350℃后，加热时间为30-80s，具体地本实施例的复合材料利用350℃进行加热，加热时间为30s，本实施例的裁片之后的复合材料在电加热区采用辐射式加热，此种方式环保节能、无污染、加热稳定、升温快，温度均匀，利用350℃进行加热，加热时间为30s，进而使得复合材料中PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜受热均匀、熔化，从而使复合材料各层之间在压力成型中能够更加紧密贴合，提高汽车顶棚的质量。
步骤四：接步骤三将加热之后的复合材料送入水冷的温度为15-25℃的模具中，使用7-12MPa的压力，具体地本实施例将加热之后的复合材料送入水冷的温度为25℃的模具中，使用7MPa的压力，使叠加的复合材料在模具中重新固化并成型，同时将面饰利用融化的PE胶粉与复合材料粘结在一起，产品成型。
本实施例的复合材料中洒落的PE胶粉的粒径（α）分布为：α≥220μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤6%；220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%；110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%；α＜77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤13%，此过程中利用不同粒径（α）的PE胶粉以及不同质量的百分比，一方面避免了PE胶粉粒径（α）过小、粒径（α）过小的PE胶粉质量较多时，在进行PE胶粉撒粉的过程中PE胶粉的撒粉量不易控制，PE胶粉的撒粉量误差较大的现象；另一方面避免了PE胶粉粒径（α）过大、粒径（α）过大的PE胶粉质量较多时，在进行PE胶粉撒粉后，加热复合材料时过大的PE胶粉不易融化的现象。本实施例通过利用不同粒径（α）的PE胶粉以及不同质量的百分比，使得大小不同粒径（α）的PE胶粉在洒落过程中能够使粒径（α）适当的PE胶粉洒落均匀，加热溶化后效果好；同时在进行PE胶粉撒粉的过程中能够对PE胶粉的撒粉量进行良好的控制。
本实施例中PE胶粉的粒径（α）为220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%， PE胶粉的粒径（α）为110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%，申请人经过大量的生产实践发现，随着PE胶粉粒径（α）的减小，其相对分子质量将逐渐减小，但是其减小的趋势逐渐减缓，PE胶粉相对分子质量减小，使得其分子间的作用力减弱，其黏度降低，使其表现为PE胶粉溶体流动速率的增加，所以在相同的保温时间内复合材料内洒落的PE胶粉粒径（α）的减小，会使得PE胶粉的溶体流动速率增加，从而使得复合材料加热后PE胶粉溶体的分布更加均匀，最终使得汽车顶棚的成型效果更好。
综上所述，本实施例的PE胶粉的粒径（α）分布为：α≥220μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤6%；220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%；110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%；α＜77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤13%，一方面使得PE胶粉的撒粉量易控制，另一方面使PE胶粉溶体状态下的流动性好。
实施例 2
本实施例的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其过程与实施例1基本相同，不同之处在于：具体地本实施例中复合材料利用270℃进行加热，加热时间为80s，将加热之后的复合材料送入水冷的温度为25℃的模具中，使用7MPa的压力。
实施例 3
本实施例的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其过程与实施例1基本相同，不同之处在于：具体地本实施例中复合材料利用290℃进行加热，加热时间为60s，将加热之后的复合材料送入水冷的温度为15℃的模具中，使用12MPa的压力。
实施例 4
本实施例的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其过程与实施例1基本相同，不同之处在于：具体地本实施例中复合材料利用290℃进行加热，加热时间为60s，将加热之后的复合材料送入水冷的温度为20℃的模具中，使用10MPa的压力。

Claims (6)

1.一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，采用无纺布PET、玻纤GF、PE胶粉、PE胶膜或PP胶膜以及PU板材形成三明治结构的复合材料，其特征在于，其步骤如下：
步骤一：叠加成的复合材料送入加热炉进行预热；
步骤二：接步骤一将预热后的复合材料进行裁片；
步骤三：接步骤二将裁片之后的复合材料送入电加热区加热；
步骤四：接步骤三将加热后的复合材料送入模具中与面饰贴合进行汽车顶棚压力成型。
2.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其特征在于：所述的三明治结构的复合材料由无纺布PET铺在最下层，然后在无纺布上铺设PE胶膜或PP胶膜，随后切撒玻纤GF和PE胶粉，再铺设PE胶膜或PP胶膜，然后再铺上PU板材，在PU板材上铺设PE胶膜或PP胶膜，再切撒玻纤GF和PE胶粉，再铺设PE胶膜或PP胶膜。
3.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其特征在于：步骤一中所述复合材料使用履带式专用传送装置送入加热炉预热，预热温度为180-250℃，预热时间为2-10s。
4.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其特征在于：步骤三中将裁片之后的复合材料使用专用夹具进行夹持，传输送入电加热区采用辐射式加热，加热温度为270-350℃，加热时间为30-80s。
5.根据权利要求1所述的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其特征在于：步骤四中将加热之后的复合材料送入水冷的温度为15-25℃的模具中，使用7-12MPa的压力，使叠加的复合材料在模具中重新固化并成型，同时将面饰利用融化的PE胶粉及PE胶膜或PP胶膜与复合材料粘结在一起，产品成型。
6.根据权利要求2所述的一种汽车顶棚的一次干法成型的生产工艺，其特征在于：所述PE胶粉的粒径（α）分布为：
α≥220μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤6%；
220μm>α≥110μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为51±10%；
110μm>α≥77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比为30±10%；
α＜77μm的PE胶粉占总PE胶粉的质量百分比≤13%。
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