CN111762108A - 一种隔音垫的制造方法及隔音垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔音垫的制造方法及隔音垫，该隔音垫采用如下制造方法制造：根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据对应的仿真数据，参照仿真数据进行模具设计；将乙烯‑乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子，根据设计后的模具加压注塑得到隔音垫厚重层；在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。通过本发明实现了精准控制层薄厚区域及实际厚度，和产品设计的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车隔音垫技术领域，特别是涉及一种隔音垫的制造方法及隔音垫。
背景技术
汽车隔音垫主要起隔音的作用，为了在车内营造舒适安静的环境，隔音垫的覆盖面积越大隔音性能越好。且根据隔音性能的质量定律，隔音层的面密度越高，隔音性能越好，所以目前很多车型隔音垫厚重层将驾驶舱、行李舱钣金全部覆盖，包括前围内隔音垫、地板地毯、后座椅下隔音垫、后轮罩隔音垫、行李厢地板隔音垫。
传统隔音垫通常采用厚重层和PU或者棉毡复合的方案，厚重层都是以平板样件的形式，经过烘箱加热软化后放在模具中热压成型或者真空吸附成型，这两种成型工艺都会对厚重层起到不同程度的拉伸效果，即均厚的平板原材料将变成薄厚不均的型面，即使增加平板原材料的厚度，也无法准确控制薄厚区域和实际厚度，对产品的设计有一定的限制。
发明内容
针对于上述问题，本发明提供一种隔音垫的制造方法及隔音垫，实现了精准控制层薄厚区域及实际厚度，和产品设计的通用性。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种隔音垫的制造方法，该方法包括：
根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的仿真数据，并参照所述仿真数据进行模具设计，所述仿真数据表征厚重层的厚度或面密度数据；
将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；
将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子，并根据设计后的模具加压注塑得到隔音垫厚重层；
在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。
可选地，该方法还包括：
根据车辆装备指标，在所述隔音垫厚重层上设置与所述车辆装备指标对应的目标结构，其中，所述目标结构包括定位机构、尺寸刻度、标识结构中的一种或多种。
可选地，所述将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子，包括：
以质量份计，称取原料，其中，原料包括乙烯-乙酸乙烯共聚物5份、聚烯烃弹性体10～20份、矿物填料60～75份、环烷油8～9份、助剂1.5～2.0份；
将所述原料混合后置于密炼机中密炼；
控制所述密炼机的螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子。
可选地，所述矿物填料包括硫酸钡或碳酸钙。
可选地，所述助剂包括抗氧剂、耐磨剂和色母。
可选地，所述噪声分布信息和车型设计信息包括：吸隔音曲线信息、重量目标信息、分区区域制定信息和材料参数信息中的一种或多种。
可选地，该方法还包括：
根据所述各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据，设计获得模具；
按照注塑粒子的收缩率对所述模具进行调整，获得目标模具。
可选地，该方法还包括：
将注塑粒子放置至所述目标模具中，获得隔音垫厚重层。
可选地，所述根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的面密度数据，包括：
响应于对汽车前围内隔音垫右侧的部分区域的仿真设计，获得面密度为2.9千克每平方米的的第一厚重层，面密度为2.6千克每平方米的第二厚重层，面密度为4.2千克每平方米的第三厚重层，面密度为3.5千克每平方米的第四厚重层，面密度为5.0千克每平方米的第五厚重层，其中，所述第一厚重层表征前围内隔音垫横梁处厚重层，所述第二厚重层表征前围内隔音垫右侧翻边厚重层，所述第三厚重层表征前围内隔音垫轮罩上方厚重层，所述第四厚重层表征前围内隔音垫脚踩区域厚重层，所述第五厚重层前围内隔音垫空调箱前方厚重层。
一种隔音垫，所述隔音垫是采用如上述所述制造方法制造获得的。
相较于现有技术，本发明提供了一种隔音垫的制造方法及隔音垫，根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据，参照仿真结果进行模具设计，使得隔音垫的厚度层的薄厚区域控制更加精准，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂等混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子加压注塑得到隔音垫厚重层；在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。使用的原料主要是面密度较高的热塑弹性体与固体矿物混合制成的粒子，采用的为混合注塑成型工艺，进行了精准化制备，简化了生产工序，通过仿真分析使得产品工艺具备普遍性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种隔音垫的制造方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层分区域分厚度设计示意图；
图3为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层主线束过孔和离合踏板区域结构设计示意图；
图4为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层背面过孔支撑结构设计示意图。
图中：1-前围内隔音垫横梁处厚重层，2-前围内隔音垫右侧翻边厚重层，3-前围内隔音垫轮罩上方厚重层，4-前围内隔音垫脚踩区域厚重层，5-前围内隔音垫空调箱前方厚重层，6-主线束过孔定位结构和尺寸刻度标识，7-离合踏板虚切结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在本发明实施例中提供了一种隔音垫的制造方法，参见图1，该方法包括：
S101、根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的仿真数据，并参照所述仿真数据进行模具设计。
其中，仿真数据表征对厚重层的厚度或面密度数据的仿真结果，本发明提供的制造方法可以在隔音垫方案设计时通过仿真软件分析或实验测试验证，将隔音垫的厚度，尤其是厚重层的厚度(或面密度数据)做出合理的判定，分区域分厚度设计成不同的值。其中，分区区域数量可根据噪声分布情况和车型设计要求而定，可分为多个区域，如2-20个不等区域，分区越多，精准化程度越高，此外，常用的仿真分析方法包括统计能量分析法、有限元分析法，常用软件包括Foam-X软件、Nova软件、VA-one软件等，常用的测试方法包括零件“上墙”测试隔音量、分区域“开窗”测试法测量各分区的隔音贡献量等。
在仿真设计中可以通过搭建仿真模型来实现，模型的搭建需要参考历史数据，对标车型、目前车型的车身钣金数据，在确定厚度的时候，需要确定平均厚度、厚度分布比例、零件覆盖率、隔音垫所用材料的密度/克重、吸声材料的吸音性能相关的参数、隔音材料隔声性能相关参数等。参照仿真数据进行模具设计，使得隔音垫的厚重层的薄厚区域控制更加精准。
S102、将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；
S103、将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子，并根据设计后的模具加压注塑得到隔音垫厚重层。
本发明通过混合注塑成型工艺实现上述隔音垫厚重层方案。混合注塑成型是将厚重层原料造粒后在大型注塑机上进行注塑成型。对于不等厚结构的零件，采用传统的热压成型和真空吸附成型的工艺无法实现的，就需要用到全新的混合注塑成型生产工艺。混合注塑成型工艺与注塑工艺类似，但使用的原料不是一般的塑料粒子，而是热塑弹性体与固体矿物混合后的一种粒子。粒子的原料包括：乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂。
具体的，以质量份计，称取原料，其中，原料包括乙烯-乙酸乙烯共聚物5份、聚烯烃弹性体10～20份、矿物填料60～75份、环烷油8～9份、助剂1.5～2.0份；
将所述原料混合后置于密炼机中密炼；
控制所述密炼机的螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子。
其中，乙烯-乙酸乙烯共聚物也可以替换为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三元共聚物。所述矿物填料包括硫酸钡或碳酸钙。所述助剂包括抗氧剂、耐磨剂和色母。
S104、在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。
制造获得隔音垫后会按一定的装车顺序装配在车身钣金上，安装过孔结构和周边件结构，结合隔音垫上的细化结构检查周边件与隔音垫的密封情况，保证隔音垫和周边件均装配到与设计状态接近升至完全一致的程度。
本发明提供了一种隔音垫的制造方法，根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据，使得隔音垫的厚重层的薄厚区域控制更加精准，将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子，加压注塑得到隔音垫厚重层；在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。使用的原料主要是面密度较高的热塑弹性体与固体矿物混合制成的粒子，采用的为混合注塑成型工艺，进行了精准化制备，简化了生产工序，通过仿真分析使得产品工艺具备普遍性。
噪声分布信息和车型设计信息需要根据设计要求不同采用具体的信息参数，上述信息具体可以包括吸隔音曲线信息、重量目标信息、分区区域制定信息和材料参数信息中的一种或多种。
开发过程通过VA-One软件优化模块进行子系统/零件级仿真分析，根据吸隔声曲线要求、重量目标、分区区域指定、材料九大参数等信息获得性价比最优的设计方案，在此过程中，某些参数和指标需试验测试获得。
需要说明的是进行声学系统设计与优化，准确的材料参数获取非常关键，前期可以使用如Foam-X软件识别多孔弹性材料的相关参数，建立多种吸隔声材料库和阻尼材料库，之后采用Nova软件高效的分析出不同材料组合方案的吸隔声性能，如材料的选择(吸音棉或PU发泡)、材料的厚度信息以及覆盖率的影响；然后可通过VA-One软件优化模块进行子系统/零件级仿真分析，最终加入成本信息的影响，可根据不同车型优选出满足吸隔声曲线要求的同时性价比也是最优的材料组合方案。在此过程中，某些参数和指标需试验测试获得。
参见图2，图2为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层分区域分厚度设计示意图，其中包括，面密度为2.9千克每平方米的第一厚重层，面密度为2.6千克每平方米的第二厚重层，面密度为4.2千克每平方米的第三厚重层，面密度为3.5千克每平方米的第四厚重层，面密度为5.0千克每平方米的第五厚重层。隔音垫厚重层不同区域面密度的不同，可以满足不同区域的隔声性能要求，在减重的同时可以达到较好的隔音效果。对应的，所述第一厚重层表征前围内隔音垫横梁处厚重层，所述第二厚重层表征前围内隔音垫右侧翻边厚重层，所述第三厚重层表征前围内隔音垫轮罩上方厚重层，所述第四厚重层表征前围内隔音垫脚踩区域厚重层，所述第五厚重层前围内隔音垫空调箱前方厚重层。
隔音垫厚重层不同区域面密度的不同，可以满足不同区域的隔声性能要求，在减重的同时可以达到较好的隔音效果。
将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼；控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒。本实施例中选用的材料质量份配方：
乙烯-乙酸乙烯共聚物5
聚烯烃弹性体15
硫酸钡70
环烷油8.5
助剂1.5
然后进行呼和注塑成型工艺，将注塑机预热，在料筒中投入制备好的注塑粒子加压注塑得到隔音垫厚重层。还可以根据所述各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据，设计获得模具；按照注塑粒子的收缩率对所述模具进行调整，获得目标模具。将加压注塑后的注塑粒子放置至所述目标模具中，获得隔音垫厚重层。
然后进行复合步骤，在厚重层背面复合PU发泡层或棉毡制得隔音垫。
将隔音垫按一定的装车顺序装配在车身钣金上，安装过孔结构和周边件结构，结合隔音垫上的细化结构检查周边件与隔音垫的密封情况，保证隔音垫和周边件均装配到与设计状态接近升至完全一致的程度。
参见图3和图4，图3为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层主线束过孔、离合踏板区域结构设计示意图；图4为本发明实施例提供的前围内隔音垫厚重层背面过孔支撑结构设计示意图。本发明的制造方法还可以通过在隔音垫厚重层的非接触面设计加强筋结构来增加产品的刚度和强度而无需大幅增加产品厚度，此外加强筋可充当内部流道，有助于模腔填充。在隔音垫厚重层上设计定位结构、尺寸刻度、标识结构等，可包括过孔搭接量尺寸刻度、CCC标识、定位指示箭头等。其中，零件自带定位结构可提高装配的精度。尺寸刻度可直接查看过孔安装搭接量情况，不需要工人或质检人员用刻度尺测量。
本发明实施例在设计前期通过仿真软件模拟分析或试验测试验证可针对不同区域噪声频率噪声水平的不同将隔音垫零件的声学目标分解的更加具体更加明确，可节省后期可能发生的方案调整、模具修模等的投入。通过混合注塑成型工艺可精准的实现隔音垫厚重层的厚度要求，避免通过整体增加厚度的方法提升隔声性能的要求，从而可以降低零件重量、提高原材料的利用率，符合零件的轻量化、环保化设计的理念。混合注塑成型的生产工艺简化了生产工序，无需切边切孔，在提高生产效率的同时亦可保证零件质量的一致性。厚重层的厚度可随意变化，只要最小厚度＞1.0mm即可；不会出现模压或吸塑工艺中因模具型面复杂，隔音垫厚重层破裂的情况。可以采用过孔搭接量尺寸刻度的设计，可直接从零件上读出搭接量尺寸，判断周边件在隔音垫上的装配是否达到了密封要求。
对应的，在本发明实施例中还提供了一种隔音垫，该隔音垫是采用上述实施例中提供的隔音垫制造方法制造获得的，该隔音垫需要在设计初期应用仿真软件结合测试的方式进行精准化设计，制备过程采用混合注塑成型工艺进行精准化制备，装配过程针对隔音垫上预留的可检查的独特结构进行精准化装配。与该隔音垫对应的具体特性请参见上述各个实施例，此处不做一一赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种隔音垫的制造方法，其特征在于，该方法包括：
根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的仿真数据，并参照所述仿真数据进行模具设计，所述仿真数据表征厚重层的厚度或面密度数据；
将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子；
将注塑机预热，在所述注塑机的料筒中放入制备好的所述注塑粒子，并根据设计后的模具加压注塑得到隔音垫厚重层；
在所述隔音垫厚重层背面复合PU发泡层或棉毡，制造获得隔音垫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据车辆装备指标，在所述隔音垫厚重层上设置与所述车辆装备指标对应的目标结构，其中，所述目标结构包括定位机构、尺寸刻度、标识结构中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、矿物填料、助剂混合后置于密炼机中密炼，并控制螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子，包括：
以质量份计，称取原料，其中，原料包括乙烯-乙酸乙烯共聚物5份、聚烯烃弹性体10～20份、矿物填料60～75份、环烷油8～9份、助剂1.5～2.0份；
将所述原料混合后置于密炼机中密炼；
控制所述密炼机的螺杆温度和速度，将密炼后得到的材料置于挤出机中，挤出造粒，获得注塑粒子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述矿物填料包括硫酸钡或碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述助剂包括抗氧剂、耐磨剂和色母。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪声分布信息和车型设计信息包括：吸隔音曲线信息、重量目标信息、分区区域制定信息和材料参数信息中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
根据所述各个分区对应的厚重层的厚度或面密度数据，设计获得模具；
按照注塑粒子的收缩率对所述模具进行调整，获得目标模具。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
将注塑粒子放置至所述目标模具中，获得隔音垫厚重层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据噪声分布信息和车型设计信息，仿真获得隔音垫各个分区对应的厚重层的面密度数据，包括：
响应于对汽车前围内隔音垫右侧的部分区域的仿真设计，获得面密度为2.9千克每平方米的第一厚重层，面密度为2.6千克每平方米的第二厚重层，面密度为4.2千克每平方米的第三厚重层，面密度为3.5千克每平方米的第四厚重层，面密度为5.0千克每平方米的第五厚重层，其中，所述第一厚重层表征前围内隔音垫横梁处厚重层，所述第二厚重层表征前围内隔音垫右侧翻边厚重层，所述第三厚重层表征前围内隔音垫轮罩上方厚重层，所述第四厚重层表征前围内隔音垫脚踩区域厚重层，所述第五厚重层前围内隔音垫空调箱前方厚重层。
10.一种隔音垫，其特征在于，所述隔音垫是采用如权利要求1-9中任意一项所述制造方法制造获得的。
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