CN112519076A - 一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法及车辆内饰 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法，其中，所述方法包括至少以下步骤：基层吸附步骤、中间隔断介质紧固步骤、中间隔断介质吸附步骤、合模注塑步骤，以及脱模取样步骤，其中，脱模后取出包括基层(3)和泡沫层(5)的产品，并移除所述中间隔断介质(4)，其中，所述中间隔断介质(4)是平面膜,在被移除之后能恢复至初始形状，以便循环使用。本发明所述的方法能够使得发泡成型工艺的生产更加稳定，并且在保证产品质量的同时有效地减少了中间隔断介质(4)的成型模具费用，降低了该工序的成本及工时。

Description

一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法及车辆内饰

技术领域

本发明涉及一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法，特别是涉及车辆内饰的技术领域。

背景技术

购车者对车辆的关注点已逐步从操纵性和安全性转向内饰的美观度，不仅看重单个内饰元件的视觉外观，更看重内饰的触感、形状、颜色之间的协调度。

为此，各大车企研发出了采用天然材料装饰的车辆内饰，其中采用真皮的加工难度最大，尤其是当利用层压工艺加工皮革和塑料组件时常会发生一系列问题。为了方便快速地将注塑材料与蒙皮层(例如，皮革)结合，已知的现有技术是将蒙皮层直接放在模具内部，然后在模内发泡，从而直接将泡沫层成型于蒙皮层上。但是，这种工艺经常会产生导致高废品率的问题出现，包括发泡塑料材料会从蒙皮层的接缝处渗出、接缝处产生橘皮效应、接缝相对于注塑材料下表面无法对齐等问题。此外，多层模制体的不同部分在不同气候条件下的尺寸并不稳定。因此具有很多问题。

不仅如此，模内发泡工艺具有多个工序步骤，需要安排大量工位，属于高劳动密集型。此外，在模内发泡之前，蒙皮层的接缝需要充分地密封，以免对发泡模具加压时，发泡塑料从接缝溢出。如果无法做到这一点，则蒙皮层可能受到破坏，或者其触感/外观可能影响，然而事实上，现有技术难以保证不会发生这样的问题。

为了充分密封接缝，本领域又出现了一种在发泡过程之前向发泡模具内插入事先成型的中间隔断体的方法，而不是直接对蒙皮层进行模内发泡，然后在发泡完成之后将该中间隔断体去除，最后将蒙皮层包覆在泡沫层上。该现有技术虽然能够解决蒙皮层与泡沫层的接缝问题，但是在将中间隔断体引入发泡模具之前不得不事先利用另一副模具制造成型，这无疑增加了额外的工序工时，也提高了成本，且对两套模具的精度具有较高要求，不利于发泡成型工艺的稳定性。

发明内容

值得注意的是，本发明的目的在于克服背景技术中已经发现的一个或多个缺点，即在引入中间隔断介质来代替直接使用蒙皮层进行模内发泡的情况下，节省了现有技术中制造中间隔断体的成型模具的费用，减少了工序工时，并提高了发泡成型工艺的稳定性。

为此目的，本发明提出了一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法，该方法包括至少以下步骤：

基层吸附步骤，其中，提供上模和基层，通过真空作用将基层吸附于上模，

中间隔断介质紧固步骤，其中，提供下模和中间隔断介质，通过紧固机构使所述中间隔断介质的边缘相对于下模固定，

中间隔断介质吸附步骤，其中，通过真空作用将所述中间隔断介质中除边缘之外的部分吸附到所述下模的轮廓上，使其与下模的轮廓完全贴合，

合模注塑步骤，其中，将所述上模与所述下模合模，并通过使用注塑装置进行发泡成型，在所述基层和所述中间隔断介质之间形成泡沫层，以及

脱模取样步骤，其中，脱模后取出包括基层和泡沫层的产品，并移除所述中间隔断介质，

其中，所述中间隔断介质是平面膜,在被移除之后能恢复至初始形状，以便循环使用。

根据本发明的方法，在进行常规的发泡成型工艺之前，引入不需要预成型的中间隔断介质，通过紧固机构使中间隔断介质的边缘相对于下模固定，然后通过真空作用将中间隔断介质与下模的轮廓完全贴合，随后进行发泡成型工艺，在泡沫层成型之后移除中间隔断介质，从而以低成本高质量的方式制造出包括基层和泡沫层的产品。

此外，根据本发明的方法，为了在泡沫层成型后能够移除中间隔断介质，中间隔断介质最好为非极性材料，与泡沫层不粘连，也不会影响泡沫的流动性，在被移除之后能恢复未成型的初始形状，从而能通过模具的真空功能变形为任意产品面的形状，以便循环多次使用，因此在实现本发明目的的前提下节省了中间隔断介质的耗损，有效地减少了中间隔断介质的成型模具费用，降低了该工序的成本，节省了不必要的工时，有利于供应链管理。

在根据本发明的方法的不同实施例中，我们可以依赖以下配置中的一个和/或多个，以单独或组合的形式：

在一种实施例中,所述方法还包括中间隔断介质预热步骤，介于中间隔断介质紧固步骤与中间隔断介质吸附步骤之间，其中，对中间隔断介质进行预热。中间隔断介质受热后具有更好的延展性。

在一种实施例中,所述中间隔断介质吸附步骤通过布置在所述下模的R角处的真空孔实现，以便中间隔断介质更好地贴合下模的R角的轮廓。

在一种实施例中,所述中间隔断介质吸附步骤包括分段执行用于将所述中间隔断介质吸附到所述下模上的真空操作。优选地先对需要真空大的位置进行真空操作，然后将轮廓真空分到之后进行。

在一种实施例中,所述中间隔断介质吸附步骤包括对下模的不同区域采用线真空或点真空的子步骤。优选地对造成简单的平面分界处使用线真空，线真空能均匀舒缓地将中间隔断介质吸出大面造型，而在拐角或造型起伏较大地分界处使用点真空，点真空能够快速造型。

在一种实施例中,所述中间隔断介质吸附步骤包括对下模的不同区域调整不同真空强度的子步骤。这样有利于真空对不同造型的使用和规避。

在一种实施例中,所述方法还包括检测步骤，通过上模和下模所配备的真空泵上的真空表检测真空泵的运行。这样有利于随时检测是否漏气。

在一种实施例中,所述方法还包括吹气步骤，当在脱模取样步骤中发现难以脱模时，对产品吹气，以利于脱模。

在一种实施例中,所述中间隔断介质是聚氨酯或硅质材料。

在一种实施例中,所述方法还包括粘连步骤，其中，在移除所述中间隔断介质后的泡沫层的表面包覆蒙皮层，将所述基层、所述泡沫层和蒙皮层粘连在一起。如此泡沫层与蒙皮层的接缝处不会有泡沫溢出，从而避免了上文提到的诸如接缝不严密等一系列常见问题，提高了产品的稳定性。

综上所述，本发明所述的方法能够有效地解决发泡成型的现有技术中可能存在的诸多问题，例如接缝不严密、接缝处的橘皮效应等，从而提高了发泡成型工艺的稳定性，并且在实现本发明目的的前提下有效地减少了工序、工时以及成本。

本发明的另一方面还涉及一种车辆内饰，其包括根据上述任一实施例所述的方法制造的产品。

附图说明

应理解的是，在本发明中，除明显矛盾或不兼容的情况外，全部特征、变形方式和/或具体实施例可以根据多种组合相结合。

通过阅读以下作为非限制性说明的具体实施例，并结合附图，本发明的其它特征和优点将显而易见，图中：

-图1是示出了根据本发明的用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法的流程图；

-图2是图1所述方法用到的上模和下模的示意图；

-图3是图1所述方法中完成了基层吸附步骤后进行到中间隔断介质紧固步骤的阶段示意图；

-图4是图1所述方法中中间隔断介质吸附步骤的阶段示意图；

-图5至6是图1所述方法中合模注塑步骤的阶段示意图；

-图7至8是图1所述方法中脱模取样步骤的阶段示意图；

-图9是图1所述方法中粘连步骤的阶段示意图。

具体实施方式

应理解的是，上述附图并非真实比例，而仅仅是用于说明本发明基本原理的多种优选特征的简图。本发明所公开的设计特征，例如尺寸、方向、定位和形状根据具体应用和使用环境确定。

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。在这些附图中，相同的参考号是指在所有附图中本发明的相同或等效元件。

图1示出了用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法,至少包括基层吸附步骤、中间隔断介质紧固步骤、中间隔断介质吸附步骤、合模注塑步骤，以及脱模取样步骤，下文将详细描述根据本发明的方法的各个步骤。

参照图2，其示出了本发明方法所使用的上模1和下模2的示意图。

参照图3，其示出了本发明方法中完成了基层吸附步骤后进行到中间隔断介质紧固步骤的阶段。

其中，基层吸附步骤包括：提供上模1和基层3，通过真空作用将基层3吸附于上模1。

具体地，基层3的材料是用于发泡成型的注塑材料，能够与泡沫层5粘连在一起。

其中，中间隔断介质紧固步骤包括：提供下模2和中间隔断介质4，通过紧固机构7使所述中间隔断介质4的边缘相对于下模2固定。

具体地，中间隔断介质4具有以下基本特点：

强抗拉伸力，其抗拉伸强度需要足够高以便在与模具接触时不容易损坏，

强延展性，并且在受热后具有更好的延展性，从而通过下模2底部抽真空的方式能够完全和下模2的轮廓贴合，

厚度和包覆的蒙皮层8(例如，皮革)的材质厚度相一致，以及

中间隔断介质4是卷材材质，在被真空吸附到下模2上时保证卷材材质四周边缘没有因为拉伸而变形。

此外，中间隔断介质4可选地是聚氨酯或硅质材料，这种材料具有良好的物理机械性能、耐磨性能以及耐高压性能，除此之外，耐老化性、耐臭氧性以及耐油性也相当好。

紧固机构7使得中间隔断介质4和下模2之间的区域形成封闭空间，紧固机构7能将中间隔断介质4固定在下模2上方，当真空成型开始后中间隔断介质4的边缘不能发生位移，而是靠其本身的延展性延伸到下模2并与之完全贴合。

模具和中间隔断介质4本身都没有任何透气或者是孔洞，在紧固机构7需要保证自身的紧固力在至少负一个大气压的情况下，仍然能够保证中间隔断介质4不移动。

此外，紧固机构7的材质可以选用金属，优选地设计在中间隔断介质4的最外圈边缘。紧固时模具上面可以开槽，最大限度的将中间隔断介质4固定在模具上，设计时可以考虑计算过盈量。紧固机构7设计成不干涉上模1的造型，以避免合模时会造成上模1或者紧固机构7的损坏。相对应的下模2的槽位也要和紧固机构7相一致。

有利地，为了快速安全地取放中间隔断介质4，紧固机构7设计成推杆型，在固定时，通过锁死机构防止中间隔断介质4在吸真空时紧固机构7脱离固定位置而无法固定中间隔断介质4。

参照图4，其示出了本发明方法中中间隔断介质吸附步骤的阶段。

其中，中间隔断介质吸附步骤包括：通过真空作用将所述中间隔断介质4中除边缘之外的部分吸附到所述下模2的轮廓上，使其与下模2的轮廓完全贴合。

为了使中间隔断介质4与下模2能够完全贴合，优选地所述中间隔断介质吸附步骤通过布置在所述下模2的R角处的真空孔实现。

当模具真空启动时中间隔断介质4能够自动通过空间内的真空孔被吸附成贴合下模2的整体轮廓。为了保证工艺的稳定性，在下模2的所有R角处都需要布置真空孔，真空孔的大小设计成不会造成下模2表面的变形，又能将中间隔断介质4完美吸附成贴合下模2的轮廓和造型。

此外，所述中间隔断介质吸附步骤可包括分段执行用于将所述中间隔断介质4吸附到所述下模2上的真空操作。

此外，为了使中间隔断介质4能够与下模2完全贴合，还需要分段执行该真空操作，优先对下模表面较大面积的部分进行真空操作，随后对下模表面的轮廓细节部分进行真空操作，下面将对真空结构的功能和造性进行详细描述。

模具需要按照所需产品的造型来设计真空，真空的所有管路需要集成在一个总的真空接口上，方便与外界连接，整个模具内部将是无任何透气的空间。

所述中间隔断介质吸附步骤包括对下模2的不同区域采用线真空或点真空的子步骤。真空功能可以按照实际的结构分为1到3步开启，方便操作人员通过此功能来设计和驱使中间隔断介质4延伸到比较难以成型的位置。

在真空造型的设计方面，在简单的平面分界处可以使用线真空，线真空能均匀舒缓地将中间隔断介质4吸附到下模2上成型。

而在拐角或者造型起伏较大的分界处可以使用点真空，点真空对于造型能够快速地成型。

真空的位置通常布置在造型的分界面处，这些位置的吸附效果直接对于后面工序的成型产生直接的影响，对于近似于倒扣的机构，需要考虑是否加大真空机构的大小，在不影响造型的前提下加大该位置的真空密度，平面的位置也适当考虑布置真空孔(线)。

此外，下模2实际离中间隔断介质4的距离对于真空启动的顺序可呈正相关，在下模2被设计成尽量使得真空位置距离中间隔断介质4较近，方便真空功能的释放，但是不干涉上模1的造型和下模2的紧固机构7的布置。

有利地，除了内部的真空外，还可以设计边缘真空，其位置可布置在紧固机构7的两侧，从而形成一个密闭的真空环。通常需要最早开启这个真空功能，从而保证在内部开启真空时不会因为紧固区域的过盈造成漏气。

真空功能需要在计算好下模2的轮廓形状的前提下能够同时在不同的位置开启同等力量的真空强度。其中，真空的强度不会因为开启某段真空而突然减弱，在保证没有漏气的前提在从局部到整体真空的大小需要保证恒定以及可持续性，所有的功能需要在模具操作侧上有按钮可以直接操作，

作为一种变形，所述中间隔断介质吸附步骤可包括对下模2的不同区域调整不同真空强度的子步骤。真空功能需要在每一步的开启真空操作中能够分出强弱真空的细分开启方式，以有助于真空对于局部轮廓的适应性。

参照图5至6，其示出了本发明方法中合模注塑步骤的阶段。

其中，合模注塑步骤包括：将所述上模1与所述下模2合模，并通过使用注塑装置6进行发泡成型，在所述基层3和所述中间隔断介质4之间形成泡沫层5。

注塑装置6的接触面尽量不要使用尖锐面，避免破坏中间隔断介质4，优选地设计为圆柱型。

参照图7至8，其示出了本发明方法中脱模取样步骤的阶段。

其中，脱模取样步骤包括：脱模后取出包括基层3和泡沫层5的产品，并移除所述中间隔断介质4。

如上文所述，中间隔断介质4为非极性材料，与泡沫层5不粘连，也不会影响泡沫的流动性，因此能够轻易地在泡沫层5成型后直接被移除，而不影响泡沫层5的造型，中间隔断介质4在被移除之后能恢复到未成型的初始形状，从而能通过模具的真空功能成为任意产品面的形状，以便循环使用多次，在实现本发明目的的前提下节省了中间隔断介质4的耗损，有效地减少了中间隔断介质4的成型模具费用，降低了该工序的成本。

此外，当在脱模取样步骤中发现难以脱模时，还可包括对产品的吹气步骤，以利于脱模。在某些情况下，当发泡浇注完成后虽然停止了真空功能，但是真空十分良好的情况下仍然会产生负压，造成成型产品难以取出的现象，此时可以通过设置在真空腔内部的吹气装置，瞬间释放该负压，从而保证产品的外观。

参照图9，其示出了本发明方法中粘连步骤的阶段。

其中，粘连步骤包括：在移除所述中间隔断介质4后的泡沫层5的表面包覆蒙皮层8，将所述基层3、所述泡沫层5和蒙皮层8粘连在一起。

在此期间，使用蒙皮层8，例如皮革与泡沫层5以及基层3粘连在一起，通过本发明所述的方法而不是直接在模具内发泡蒙皮层8，避免了背景技术中提到的诸如接缝不严密、接缝处橘皮效应等一系列常见问题，从而提高了发泡成型工艺的稳定性。

此外，为了适用于实施真空吸附，在中间隔断介质紧固步骤与中间隔断介质吸附步骤之间还能包括中间隔断介质预热步骤，在此期间，对中间隔断介质4进行预热。

中间隔断介质4在放入模具中之前进行预热会对最终的延展起到更好的效果。如果预热后的中间隔断介质4放入模具，该中间隔断介质4不是平坦的而是有一些因为自身重力而造成的下沉。下沉的部分很好的延伸了中间隔断介质4的造型，并对于本身轮廓的成型起到良好的作用，因此在放置中间隔断介质4时不需要将其拉成平坦的状态。

需要注意的是，通常重力造成的下沉都是集中在中间隔断介质4的重心(中心部位)，所以当完成真空操作后，边缘位置即不靠近重心位置的中间隔断介质4受到的拉伸作用会是最大的，中间隔断介质4容易在这些位置产生较薄的厚度。

中间隔断介质预热步骤可以由预热烘箱实施。

此外，所述方法还包括检测步骤，通过上模1和下模2所配备的真空泵上的真空表检测真空泵的运行。

模具内配备的真空泵连接真空表。该真空泵持续稳定并且输出保持在固定值，在完成真空步骤后可以通过连接的真空表来检查是否有漏真空以及是否达到所需的真空要求，可以按照要求通过连接真空表对应于每一步真空操作都检查真空度。

此外，所述方法还可包括检查步骤，由于中间隔断介质4需要循环使用，因此在每次使用前需要检查模具的表面以及中间隔断介质4的表面是否遗留因上一次发泡成型而产生的杂质。如果不去除则会直接影响最终产品的造型，还容易堵塞模具的真空结构。

为了避免模具的真空结构堵塞以及考虑到日常维护，通常将真空孔(线)直通到真空腔，在日常维护方面，如果真空腔由于灰尘或者杂质堵塞了，可以使用小于真空孔间距的塑料制品(不能使用金属)舒通堵塞物至真空腔，因此真空孔到真空腔的这段距离被设计成直线。模具内部的真空腔需要有一个比较大的真空洞导引到总的真空阀上。对于需要分段执行真空操作的实施例中，每个真空腔需要在分段真空的时候分开。

最后再次申明，由于通过下模2的真空作用吸附中间隔断介质4，因此在中间隔断介质4和下模2的轮廓之间的空间应当密封以防止空气泄漏。就此而言，中间隔断介质4必须是不透气的，通常厚度大约为1毫米，并具有极好的延伸率，在不同的实施例中可以采用不同的厚度，厚度的大小完全和本身的材质以及延展性能相吻合。

以上实施例仅作为实例，不对本发明的范围起到限定作用。本领域技术人员在此基础上，可以在本发明权利要求的保护范围内，预想到能实现相同功能的其它实施方式。

本领域技术人员掌握多种实施例及多种变形及改进。尤其是，需明确的是，除明显矛盾或不兼容的情况外，本发明的上述特征、变形方式和/或具体实施例可以相互结合。所有这些实施例及变形及改进都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于模制包括基层和泡沫层的产品的方法，其中，所述方法包括至少以下步骤：

基层吸附步骤，其中，提供上模(1)和基层(3)，通过真空作用将基层(3)吸附于上模(1)，

中间隔断介质紧固步骤，其中，提供下模(2)和中间隔断介质(4)，通过紧固机构(7)使所述中间隔断介质(4)的边缘相对于下模(2)固定，

中间隔断介质吸附步骤，其中，通过真空作用将所述中间隔断介质(4)中除边缘之外的部分吸附到所述下模(2)的轮廓上，使其与下模(2)的轮廓完全贴合，

合模注塑步骤，其中，将所述上模(1)与所述下模(2)合模，并通过使用注塑装置(6)进行发泡成型，在所述基层(3)和所述中间隔断介质(4)之间形成泡沫层(5)，以及

脱模取样步骤，其中，脱模后取出包括基层(3)和泡沫层(5)的产品，并移除所述中间隔断介质(4)，

其中，所述中间隔断介质(4)是平面膜,在被移除之后能恢复至初始形状，以便循环使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括中间隔断介质预热步骤，介于中间隔断介质紧固步骤与中间隔断介质吸附步骤之间，其中，对中间隔断介质(4)进行预热。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间隔断介质吸附步骤通过布置在所述下模(2)的R角处的真空孔实现。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中间隔断介质吸附步骤包括分段执行用于将所述中间隔断介质(4)吸附到所述下模(2)上的真空操作。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述中间隔断介质吸附步骤包括对下模(2)的不同区域采用线真空或点真空的子步骤。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述中间隔断介质吸附步骤包括对下模(2)的不同区域调整不同真空强度的子步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括检测步骤，通过上模(1)和下模(2)所配备的真空泵上的真空表检测真空泵的运行。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括吹气步骤，当在脱模取样步骤中发现难以脱模时，对产品吹气，以利于脱模。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间隔断介质(4)是聚氨酯或硅质材料。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括粘连步骤，其中，在移除所述中间隔断介质(4)后的泡沫层(5)的表面包覆蒙皮层(8)，将所述基层(3)、所述泡沫层(5)和蒙皮层(8)粘连在一起。

11.一种车辆内饰，其包括根据权利要求1至9中任一项所述的方法制造的产品。

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