CN114940012A - 一种车辆内饰模制件的制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆内饰模制件的制造工艺，包括以下工艺步骤：步骤1、取一块呈平板状的坯板，在坯板的背面划分出非形变区域和形变区域；步骤2、用激光发射器分别在非形变区域和两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第一点阵；步骤3、用激光发射器分别在两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第二点阵，第二点阵在第一点阵的基础上进行覆盖加工；步骤4、固定住坯板的非形变区域，将坯板两端的形变区域折弯成圆弧面状，制成外饰层；步骤5、取支撑层，将外饰层通过粘接剂与支撑层相连接，制成模制件。本发明制造的模制件具有较好的粘接效果，特别是当外饰层上存在曲面时，能有效提高曲面处的粘接效果。

Description

一种车辆内饰模制件的制造工艺

技术领域

本发明涉及汽车零部件制造技术领域，特别是一种车辆内饰模制件的制造工艺。

背景技术

在汽车的车厢内部应用了大量的模制件，如门饰、操纵台饰面和仪表饰面，随着生活水平的提高，模制件普遍由支撑层和外饰层组成，为了实现饰件的智能化操作，还会增加一层导电薄膜以实现饰件的触摸或按压操作，其中支撑层和外饰层之间普遍是通过粘接材料粘接，结构具体可参考申请号为201611087630.2的专利申请中公开的模制件以及用于生产模制件的方法，模制件除了满足传统的装潢需求外，还需要满足观感、触感、以及智能化等多方面要求，因此，目前外饰层的选材普遍选用铝材，由于外饰层需要与支撑层进行粘连，支撑层普遍选用易于粘接的塑料材质，而铝材本身粘接性能不佳，粘接后容易与支撑层脱开，普遍需要经过特殊处理才能更好地与支撑层相连接，尤其当外饰层上存在曲面时，曲面处更是容易与支撑层脱开，目前还没有较为成熟的处理工艺能制造出支撑层与外饰层之间粘连效果很好的模制件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种车辆内饰模制件的制造工艺。本发明制造的模制件中支撑层与外饰层之间具有较好的粘接效果，特别是当外饰层上存在曲面时，本发明能有效提高曲面处的粘接效果。

本发明的技术方案：一种车辆内饰模制件的制造工艺，所制造的模制件包括相互粘接的支撑层和外饰层，其中外饰层具有平直的平面段以及设置在平面段两侧的圆弧段，包括以下工艺步骤：

步骤1、取一块呈平板状的坯板，先在坯板背面涂覆吸光涂层，使坯板背面表层的吸光率低于内部的吸光率，再在坯板的背面划分出非形变区域和形变区域，非形变区域位于坯板中心，形变区域的数量为两个，位于非形变区域的两侧；

步骤2、用激光发射器分别在非形变区域和两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第一点阵，第一点阵包括若干平行布置的第一直线组，任意一排第一直线组加工时，激光发射器与坯板在坯板的长度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第一直线组；

步骤3、用激光发射器分别在两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第二点阵，其中第二点阵在第一点阵的基础上进行覆盖加工，第二点阵包括若干平行布置的第二直线组，任意一排第二直线组加工时，激光发射器与坯板在坯板的宽度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第二直线组，任意一排第二直线组均与若干第一直线组交错布置，且第二直线组的每个波谷落在相邻两排第一直线组之间的间隙上，第二直线组的每个波峰与第一直线组的波峰相重叠；

步骤4、固定住坯板的非形变区域，将坯板两端的形变区域折弯成圆弧面状，制成外饰层；

步骤5、取一表面预制有导电薄膜的支撑层，将步骤4加工后得到的外饰层通过粘接剂与支撑层相连接，制成模制件。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明将用于外饰层成型的坯板背面划分成非形变区域和两个形变区域，对于非形变区域，控制激光发射器与坯板之间的相对位移速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而制造出波浪形的第一直线组，基于第一直线组的特殊结构，能有效增大粘接面积，因此由若干第一直线组排列而成的第一点阵具有很好的粘接效果；更进一步的，坯板的两个形变区域后续需要成型为圆弧面，本发明在圆弧面成型之前的加工有第一点阵的形变区域上，控制激光发射器与坯板之间的相对位移速度在v1和v2之间不断地更替切换，进行第二点阵覆盖式的加工，组成第二点阵的第二直线组与第一直线组是交错分布的，第二直线组的每个波谷落在相邻两排第一直线组之间的间隙上，第二直线组的每个波峰与第一直线组的波峰相重叠，也即最终加工的第二点阵的各熔融点能完美填补第一直线组之间的间隙，形成更加致密、接触面积更大的双点阵结构，最终使得坯板两端的形变区域在折弯成圆弧面后，具有不低于非形变区域的粘接性能。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述步骤4中形变区域在折弯过程中，按照离非形变区域由近及远的顺序进行折弯。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，在第一点阵和第二点阵加工时，激光发射器的焦点到坯板背面之间的距离为偏焦量Δf，Δf＞0即焦点设置在坯板背面的外部，Δf=0即焦点设置在坯板背面的表面，Δf＜0即焦点设置在坯板背面的内部，步骤2和步骤3加工时满足：-10μm≤Δf＜0。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述第一直线组加工时，v2＞v1，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第一直线组的波谷，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第一直线组的波峰。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述第二直线组加工时，v2＞v1，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第二直线组的波谷，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第二直线组的波峰。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，非形变区域和两个形变区域上，任意相邻两排第一直线组之间的间距相等；两个形变区域上，以第二点阵靠近非形变区域侧的一排第二直线组为参考线，在参考线的外侧，随着与参考线之间距离的增加，相邻两排第二直线组之间的间距逐渐增大。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述步骤2和步骤3的加工均在激光毛化装置上进行，所述激光毛化装置包括激光毛化机构，所述激光毛化机构的两侧分别设有上料辊筒组和下料辊筒组；所述激光毛化机构包括工作台，所述工作台上经第一移动机构连接设置有吸盘，工作台上经第二移动机构连接设置有夹持机构，工作台上经第三移动机构连接设置有激光发射器，所述激光发射器位于夹持机构的上方。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述夹持机构包括与第二移动机构相连接的底板，所述底板上设有一对夹持件。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述夹持机构的一侧设有朝向夹持机构设置的除尘管，所述除尘管连接有真空泵。

前述的一种车辆内饰模制件的制造工艺中，所述第一移动机构可带动吸盘沿水平、竖直两个方向平移，所述第二移动机构可带动夹持机构沿水平方向平移，所述第三移动机构可带动激光发射器沿水平方向平移。

附图说明

图1是本发明激光毛化装置的结构示意图；

图2是激光毛化机构的结构示意图；

图3是本发明模制件的横截面结构示意图；

图4是第一点阵的排列结构示意图；

图5是实施例中桶状熔融点的结构示意图；

图6是坯板折弯后第一点阵和第二点阵叠加分布示意图。

附图标记：1-支撑层，2-外饰层，3-粘接层，4-导电薄膜，21-非形变区域，22-形变区域，23-第一点阵，24-第二点阵，30-激光毛化机构，40-上料辊筒组，50-下料辊筒组，200-熔融点，231-第一直线组，241-第二直线组，301-工作台，302-第一移动机构，303-吸盘，304-第二移动机构，305-夹持机构，306-第三移动机构，307-激光发射器，308-除尘管，309-真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种车辆内饰模制件的制造工艺，所制造的模制件见图3，包括相互粘接的支撑层1和外饰层2，支撑层1表面预制有导电薄膜4，以实现模制件的智能化要求，由粘接层3将支撑层1和外饰层2粘接，其中外饰层2具有平直的平面段以及设置在平面段两侧的圆弧段，具体包括以下工艺步骤：

步骤1、取一块呈平板状的坯板，先在坯板背面涂覆吸光涂层，使坯板背面表层的吸光率低于内部的吸光率，再在坯板的背面划分出非形变区域21和形变区域22，非形变区域21位于坯板中心，形变区域22的数量为两个，位于非形变区域21的两侧；

本实施例中坯板的形状优选为薄片状的长方形，形变区域22、非形变区域21、形变区域22这三块区域沿长方形的长边所在方向分布。

步骤2、用激光发射器307分别在非形变区域21和两个形变区域22加工出由激光束熔融后的熔融点200所构成的第一点阵23，第一点阵23可参考图4，第一点阵23包括若干平行布置的第一直线组231，任意一排第一直线组231加工时，激光发射器307与坯板在坯板的长度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第一直线组231；

第一直线组231加工时，v2＞v1，当激光发射器307与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第一直线组231的波谷，当激光发射器307与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第一直线组231的波峰。

步骤3、用激光发射器307分别在两个形变区域22加工出由激光束熔融后的熔融点200所构成的第二点阵24，其中第二点阵24在第一点阵23的基础上进行覆盖加工，第二点阵24包括若干平行布置的第二直线组241，任意一排第二直线组241加工时，激光发射器307与坯板在坯板的宽度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第二直线组241，任意一排第二直线组241均与若干第一直线组231交错布置，且第二直线组241的每个波谷落在相邻两排第一直线组231之间的间隙上，第二直线组241的每个波峰与第一直线组231的波峰相重叠；

第二直线组241加工时，v2＞v1，当激光发射器307与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第二直线组241的波谷，当激光发射器307与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第二直线组241的波峰。

本发明的波峰和波谷均为对比之下的凹陷状态，以坯板表面为基准，波峰和波谷均相对于坯板表面向下凹陷，且任意第一直线组231和任意第二直线组241中，波谷的向下凹陷程度均大于波峰的凹陷程度；另外，本发明激光加工结束后，第一点阵23和第二点阵24的每个波谷均为激光一次加工后成型的凹陷状态，而波峰均为激光两次覆盖加工后成型的凹陷状态，即使最终形成的波峰为激光两次加工后的凹陷状态，最终波峰向下的凹陷程度仍然小于波谷向下的凹陷程度。

步骤4、固定住坯板的非形变区域21，将坯板两端的形变区域22折弯成圆弧面状，制成外饰层2；

形变区域22在折弯过程中，按照离非形变区域21由近及远的顺序进行折弯；

非形变区域21和两个形变区域22上，任意相邻两排第一直线组231之间的间距相等；两个形变区域22上，以第二点阵24靠近非形变区域21侧的一排第二直线组241为参考线，在参考线的外侧，随着与参考线之间距离的增加，相邻两排第二直线组241之间的间距逐渐增大；

以上设置的目的在于，折弯时坯板会因形变而导致相邻两排第二直线组241之间距离缩小，虽然非形变区域21是不参与形变的，但非形变区域21还是会对形变区域22的形变产生一定的影响，当形变区域22折弯成圆弧状时，由于形变是按照离非形变区域21由近及远的顺序发生，因此，靠近非形变区域21的位置形变量较小，而远离非形变区域21的位置形变量会较大，因此通过相邻两排第二直线组241之间间距的变化设计，使得形变区域22在折弯后各第二直线组241能均匀分布，使得形变区域22的熔融点200更加致密、整齐，大大有助于粘接，形变区域22折弯后第一点阵23和第二点阵24的叠加分布见图6，基于相邻两排第二直线组241之间间距的变化设计，最终成型的外饰层2的形变区域22中，各熔融点200基本满足均匀、致密的分布。

步骤5、取一表面预制有导电薄膜4的支撑层1，将步骤4加工后得到的外饰层2通过粘接剂与支撑层1相连接，制成模制件。

作为优选，外饰层2选择铝材料。

作为优选，在第一点阵23和第二点阵24加工时，激光发射器307的焦点到坯板背面之间的距离为偏焦量Δf，Δf＞0即焦点设置在坯板背面的外部，Δf=0即焦点设置在坯板背面的表面，Δf＜0即焦点设置在坯板背面的内部，步骤2和步骤3加工时满足：-10μm≤Δf＜0。

以上设置的目的在于，当第一点阵23和第二点阵24加工时，激光发射器307与坯板之间的相对位移速度都是在v1和v2之间不断地更替切换的，结合激光发射器307焦点的设置、以及坯板表层吸光涂层的设置，就能加工出特殊形状的熔融点200，本实施例中控制-10μm≤Δf＜0，最终能加工出如图5所示的桶状的熔融点200，该熔融点200由于由上至下熔融点200开口是呈S形渐变的，因此当外饰层2通过粘接剂与支撑层1相连接后，粘接剂实际上会充满熔融点200内部，该熔融点200的特殊形状使得：即使外饰层2与支撑层1之间的粘接剂失去了粘接力，仍然能通过物理结构将外饰层2与支撑层1之间锁紧，这从另一角度来说也是提高了粘接效果。

本发明在坯板表层设置吸光涂层结合激光发射器307焦点的设置以及激光发射器307的位移是加工出如图5所示的桶状的熔融点200的最佳方式，实际应用中还可以通过不断变化激光发射器307的焦点加工出桶状的熔融点200，但该方式工作效率低且激光发射器307易损；另外，需要说明的是，桶状的熔融点200仅仅是宏观上的一个孔形，激光加工不可能加工出如此规则的形状，微观上在熔融点200的表面还有多个形状不规则的小孔和毛刺。

作为优选，吸光涂层的材料选用石墨涂料，石墨涂料的激光吸收效率过高，涂料表层吸收激光产生的大量热量来不及转移至坯板材料内部，导致涂层被烧蚀并蒸发电离生成了对激光微织构加工起屏蔽作用的等离子体，等离子体主要分布于坯板表层以及所加工点位的端口处，因此反而会使坯板表层的吸光率低于内部的吸光率，配合以激光发射器307焦点设置在坯板内部这一条件，即可加工出桶状的熔融点200。

作为优选，步骤2和步骤3的加工均在激光毛化装置上进行，激光毛化装置如图1和图2所示，包括激光毛化机构30，激光毛化机构30的两侧分别设有上料辊筒组40和下料辊筒组50；激光毛化机构30包括工作台301，工作台301上经第一移动机构302连接设置有吸盘303，工作台301上经第二移动机构304连接设置有夹持机构305，工作台301上经第三移动机构306连接设置有激光发射器307，激光发射器307位于夹持机构305的上方。

作为优选，夹持机构305包括与第二移动机构304相连接的底板，底板上设有一对夹持件。

作为优选，夹持机构305的一侧设有朝向夹持机构305设置的除尘管308，除尘管308连接有真空泵309。

作为优选，第一移动机构302可带动吸盘303沿水平、竖直两个方向平移，第二移动机构304可带动夹持机构305沿水平方向平移，第三移动机构306可带动激光发射器307沿水平方向平移。

作为优选，上料辊筒组40和下料辊筒组50布置两个激光毛化机构30，工作效率高。

作为优选，第一移动机构302上连接两个吸盘303，作效率高。

激光毛化装置工作时，在第一移动机构302的驱动下，首先由吸盘303从上料辊筒组40吸取一块待加工的坯板，放置到夹持机构305上夹紧，根据坯板的大小，选择让夹持机构305移动或激光发射器307移动从而进行第一点阵23和第二点阵24的加工，具体是当坯板较大时，选择激光发射器307移动进行激光加工，当坯板较小时，选择夹持机构305带着坯板移动进行激光加工，经过步骤2和步骤3的加工后，使坯板降温冷却，随后再用吸盘303将激光加工后的坯板送至下料辊筒组50。

为了验证本发明的技术效果，控制激光发射器307的移动速度v2=10*v1，焦点Δf选取-2μm、-4μm、-6μm和-8μm，焦点深度的不同会使熔融点200的桶形各不相同，保持其它条件相同，分别制作出4个模制件，记为第一模制件、第二模制件、第三模制件和第四模制件，再选择一个与本发明形状相同但不加工熔融点的模制件，作为对照组，记为第五模制件，对5个模制件分别进行粘接效果试验。

粘接效果试验采用的是胶带拉开法，先扫去外饰层2外表面的杂质，沿外饰层2外表面粘接一条长度大于外饰层2且完全覆盖外饰层2的胶带，以相同的速度同时从两端撕开胶带，保留胶带作为参考，分别检查外饰层2非形变区域21和两个形变区域22的剥落情况，剥落等级如下：

0级：完全光滑，无任何剥落；

1级：有小块的剥离，影响面积为5%以内；

2级：沿边缘剥落，影响面积为5%-15%；

3级：沿边缘整条剥落，影响面积为15%-35%；

4级：沿边缘整条剥落，影响面积为35%-65%；

5级：任何大于４级的剥落级别。

定义剥落等级0级或1级为合格，针对胶带粘性的选择，以对照组为参考，选择使对照组总剥落面积为15%-25%的胶带作为此次试验用的胶带。

试验效果见下表：

	第一模制件	第二模制件	第三模制件	第四模制件	第五模制件
						非形变区域剥落等级	0级	0级	0级	0级	2级
两个形变区域剥落等级	1级	0级	0级	1级	3级

总体来说按本发明的工艺制得的模制件均能检验合格，区别在于焦点深度的选择会略微影响到两个形变区域的粘接强度，在Δf=-10μm到0μm的范围内，焦点过深或过浅均会在一定程度上影响粘接效果，对非形变区域几乎无影响。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆内饰模制件的制造工艺，模制件包括相互粘接的支撑层和外饰层，其中外饰层具有平直的平面段以及设置在平面段两侧的圆弧段，其特征在于：包括以下工艺步骤：

步骤1、取一块呈平板状的坯板，先在坯板背面涂覆吸光涂层，使坯板背面表层的吸光率低于内部的吸光率，再在坯板的背面划分出非形变区域和形变区域，非形变区域位于坯板中心，形变区域的数量为两个，位于非形变区域的两侧；

步骤2、用激光发射器分别在非形变区域和两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第一点阵，第一点阵包括若干平行布置的第一直线组，任意一排第一直线组加工时，激光发射器与坯板在坯板的长度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第一直线组；

步骤3、用激光发射器分别在两个形变区域加工出由激光束熔融后的熔融点所构成的第二点阵，其中第二点阵在第一点阵的基础上进行覆盖加工，第二点阵包括若干平行布置的第二直线组，任意一排第二直线组加工时，激光发射器与坯板在坯板的宽度方向上发生相对位移，且相对位移的速度在v1和v2之间不断地更替切换，从而加工出波峰、波谷循环更替的呈波浪形的第二直线组，任意一排第二直线组均与若干第一直线组交错布置，且第二直线组的每个波谷落在相邻两排第一直线组之间的间隙上，第二直线组的每个波峰与第一直线组的波峰相重叠；

步骤4、固定住坯板的非形变区域，将坯板两端的形变区域折弯成圆弧面状，制成外饰层；

步骤5、取一表面预制有导电薄膜的支撑层，将步骤4加工后得到的外饰层通过粘接剂与支撑层相连接，制成模制件。

2.根据权利要求1所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述步骤4中形变区域在折弯过程中，按照离非形变区域由近及远的顺序进行折弯。

3.根据权利要求1所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：在第一点阵和第二点阵加工时，激光发射器的焦点到坯板背面之间的距离为偏焦量Δf，Δf＞0即焦点设置在坯板背面的外部，Δf=0即焦点设置在坯板背面的表面，Δf＜0即焦点设置在坯板背面的内部，步骤2和步骤3加工时满足：-10μm≤Δf＜0。

4.根据权利要求1所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述第一直线组加工时，v2＞v1，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第一直线组的波谷，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第一直线组的波峰。

5.根据权利要求1所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述第二直线组加工时，v2＞v1，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v1时，加工形成第二直线组的波谷，当激光发射器与坯板之间的相对位移速度为v2时，加工形成第二直线组的波峰。

6.根据权利要求1所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：非形变区域和两个形变区域上，任意相邻两排第一直线组之间的间距相等；两个形变区域上，以第二点阵靠近非形变区域侧的一排第二直线组为参考线，在参考线的外侧，随着与参考线之间距离的增加，相邻两排第二直线组之间的间距逐渐增大。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述步骤2和步骤3的加工均在激光毛化装置上进行，所述激光毛化装置包括激光毛化机构，所述激光毛化机构的两侧分别设有上料辊筒组和下料辊筒组；所述激光毛化机构包括工作台，所述工作台上经第一移动机构连接设置有吸盘，工作台上经第二移动机构连接设置有夹持机构，工作台上经第三移动机构连接设置有激光发射器，所述激光发射器位于夹持机构的上方。

8.根据权利要求7所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述夹持机构包括与第二移动机构相连接的底板，所述底板上设有一对夹持件。

9.根据权利要求7所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述夹持机构的一侧设有朝向夹持机构设置的除尘管，所述除尘管连接有真空泵。

10.根据权利要求7所述的一种车辆内饰模制件的制造工艺，其特征在于：所述第一移动机构可带动吸盘沿水平、竖直两个方向平移，所述第二移动机构可带动夹持机构沿水平方向平移，所述第三移动机构可带动激光发射器沿水平方向平移。

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