包覆产品工艺

包覆指通过人工或设备在塑料制品、木制品、自然纤维制品、钢制品等产品表面使用胶黏剂粘结上所需的软质或硬质面料的方法。通过此法可以提高手的触感、乘坐舒适性、便利性、安全性。

包覆工艺在汽车设计中应用非常广泛，比较常用的如手工包覆、阳模吸塑、阴模吸塑、搪塑及PU喷涂，今天这节内容我们着重介绍下包覆工艺的制造流程和结构类型，了解这些内容可以有效地从设计初期制定出合理的分块结构，为后期外观品质保证建立了坚实的基础。包覆产品工艺首先简单了解下典型产品的包覆工艺流程，主要工序为冲切、缝纫、喷胶、定线预包覆、压制及包角，如下为IP上本体的包覆示意流程。常见的冲切工艺：手工画样裁剪、刀模冲切、裁床裁剪等。有缝纫一般情况下若裁片有缝纫需求，则需要使用刀模冲切或裁床来保证加工精度。裁剪精度差异较大，刀模冲切±0.5mm，裁床±1mm，手工大于2mm，生产柔性手工大于裁床大于刀模冲切。

缝纫线主要分为单缝线、双缝线，我们主要关注缝线的平行度、边距和针距的要求。由于缝纫机结构限制，对缝线距结构边缘的距离、起针点位置、产品结构等有明确的限制要求，常用的缝纫参数如下：拼缝线：10±0.5针/25mm；装饰线：6±0.5针/25mm；双针针距一般为6、8、10mm，由于不同的缝纫机完成，不能调整；双缝纫线最小展平宽度60mm，单缝纫线最小展平宽度20mm；缝线与棱边距离最小14mm。常见的胶水分类：溶剂型胶水、水溶型胶水、热熔胶等；常用的溶剂型胶水：低材料表面极型需求的氯丁胶，主要应用于PP类材料、高表面极性需求的聚氨酯胶；涂布加工条件：依胶水特性而定。胶水选用的首要原则是满足气味及散发试验要求，氯丁胶不能使用在105℃以上的试验产品上，且不能应用在部分PVC表皮上，否则会发生黏附失效。手工包覆存在一定的反工现象，而PP骨架火焰处理后使用PU胶，易形成胶膜，造成包覆缺陷报废。

常见的定线工装结构：对线刀或者激光定线、骨架线槽手工定位、裁片外轮廓与模腔匹配定位等；我们需要关注缝线位置度，对线工装结构的运动方向与产品缝线的法向重合。作业流程先将骨架定位在下胎膜，表皮预定位在骨架上，拉下对线刀至设定位置，调整表皮缝线位置至匹配要求，再次下调对线刀至固定位，然后包覆其他非缝线位置。

常见压制工艺有压力源接触式模压、气压压合等；加热源有恒温加热、外加热模块等；其中接触式模压没有额外的工艺边和覆膜来满足密闭模腔的要求。

经过上述内容的介绍，大家对于包覆流程有了初步的了解，那么为了生产出合格的包覆产品，结构设计方面需要注意哪些事项呢，下面给大家逐一介绍。

效果图评审阶段，根据CTF及项目输入需要提前确定结构分块，确定出合理的技术方案，防止出现初期确定的成型工艺无法达到预期的外观品质及可加工性。

下图这种结构在内饰产品中很常见，在没有设定缝线情况下，以上效果手工包覆无法达到的，可以考虑改为IMG工艺。

当然在可以重新定义分块或增加功能线的请况下手工包覆是可以达到的，解决方案如下：直线结构比较常见，间隙控制得当一般不会出现问题

下图为弧线结构，有内圆与外圆两种，在帽檐产品、仪表框及出风口等开孔结构位置较为常见外角交汇一般分为大于90°、直角、小于90°及圆角四个类别，在所有产品中均可发现外交汇结构，其中小于90°的锐角最难处理，设计过程中要着重注意，避免这种结构分块。

内角交汇一般分为大于90°、直角、小于90°及圆角四个类别，在所有产品中均可发现外交汇结构，其中小于90°的锐角最难处理，如出现这种结构圆角尽量放大，同时也要避免这种结构分块

平面与立面近90°交汇，在IP饰板、门板扶手中较为常见，R角控制得到不会出现问题，此种结构边缘要留出约10mm包边范围，防止因结构影响边缘包覆效果，具体结构参数下节介绍。

立面与立面近90°交汇，在IP装饰面板，门板扶手等定产品中应用广泛，若定义为包覆件一般会布置缝线或真空成型件。同时交汇面小于90°也较为难处理，注意B面翻边处无结构遮挡。边界呈折线状，有直线接直线、直线接弧线等缝线区分为是否布置在同一水平面上，其中以非同一水平面的居多，在扶手、上饰板及嵌饰板产品中应用普遍，为常见结构绕包覆零件结构设计注意事项

材质选择很重要，既要满足性能要求又要控制好成本，平衡点需根据具体的项目定位和零件功能确定，下面我们了解下常用的材质特点。在选择材质前先明确几个参数：弯曲模量（刚度）、抗缺口冲击强度（韧性）、拉伸屈服强度（抗拉断能力）、热变形温度，这几项参数决定了材料的属性和用途，其次考虑材料的稳定性和价格，以下为骨架常用材料特点。●PP+EPDM+TD20骨架物理性能：弯曲模量约1700；抗缺口冲击强度（23℃）约25；拉伸屈服强度约18；热变形温度105℃。材料价格：约13元左右。注意事项：1、可用于包覆件骨架，但材料偏软需要结构设计规避变形风险，多次拆装后卡扣等易断裂造成零件报废；2、附合前需要火焰处理提高抗剥离强度；3、包边处需打码钉，最好设计对手件顶压防止码钉脱落。

●PP+TD20骨架物理性能：弯曲模量约1900；抗缺口冲击强度（23℃）约25；拉伸屈服强度约24；热变形温度105℃。

材料价格：约12元左右。注意事项：

PP-TD20

材料是一种半结晶结构，PP

塑料的表面粗糙度为

7~15nm

之间，火焰处理（温度

1000℃）后粗糙度可达到40nm

左右，

PP

为非极性材料，吸附力很差，必须进行火焰处理，且要用达因笔测试，使其表面张力达到

38

达因以上。若低于

38

达因，则很容易产生开胶缺陷。

●PP+GF20骨架物理性能：弯曲模量约3000；抗缺口冲击强度（23℃）约10；拉伸屈服强度约65；热变形温度140℃。

材料价格：约13元左右。主要事项

PP+GF20与表皮附和前进行火焰处理。●ABS骨架物理性能：弯曲模量约2000；抗缺口冲击强度（23℃）约15；拉伸屈服强度约35；热变形温度90℃。

材料价格：约20元左右。注意事项：ABS需要注意零件所处位置超过85℃，不易选用。

●PC+ABS物理性能：弯曲模量约2200；抗缺口冲击强度（23℃）约44；拉伸屈服强度约43；热变形温度125℃。

材料价格：约26元左右注意事项：成本较高性能较为稳定，可用于外观质量要求较高或配合件较多位置，如仪表板左右装饰盖板等，稳定的尺寸性能可以很好控制间隙面差。综上所述，包覆零件骨架选择主要与零部件的功能与用途有关，工艺得当均可保证附合质量。同时需要考虑防止设计过剩与材料价格相互平衡，以上参数仅供参考，具体与厂家及材料性能不同而不同。可供选择的材质比较多，根据车型定位区分，主要有纺织材料、PVC、PU、TPO(阴模吸塑)、真皮及TPU（搪塑）等。需要注意的是PVC表皮气味性能及低温脆性不足，但具有耐刮擦性好及价格优势，仍受到大多车型青睐。大多车型为了提高舒适性及车型档次，表皮后带等厚的泡棉。根据大量对标其他车型，并经密度测试得到

PVC+PP

泡绵（面料规格：PVC

厚度1.0±0.2mm，PP

泡沫厚度2.0mm，密度

25kg/m³）的触感最佳。另外，阴模吸塑材质为TPO+PPF，发泡倍率为20倍时触感较好，但低温爆破发泡层易出现脱层问题，需与具体情况确定平衡点，以上参数仅供参考。常规包覆件的设计错误和风险骨架设计过程中，避免外角交汇处出现尖角，根据的实际验证得知，如果骨架A面最小圆角R小于1.5mm，包覆过程中内应力不断增大，最终在尖角周围的内应力作用下拉破表皮，另外拉伸较大的一侧，多伴随粘结不良，为了避免粘结不良，骨架A面最小圆角R需要大于1.5mm，如果我们选择的最小面料厚度为2.8mm，那么骨架A面最小圆角R最好大于等于2.8mm。在实际开发中，部分骨架刚度不足，导致包覆前变形，包覆后变形更为严重无法控制间隙面差，需要合理设计加强结构，如加强筋翻边及凸凹型面等，同时骨架最小界面大于20mm，以便保证包边质量。另外，骨架装配连接点需要设置合理，拐角、边缘、边缘结构易变形处均需设置连接点，间距约为50—100mm。根据实际验证，如果间距过小，影响包边工具的操作，包边工具厚度一般为

5.0mm，骨架

B

面结构与翻边间距最小为包边工具厚度加上面料厚度的总和为

5+h，由此可知不仅不利于包边，还多伴随多余料凸起，影响匹配。所以设计时应必须考虑包边工具操作空间，同时也需要结合各供应商的实际情况，不同供应商包边工具有所不同。

要求包到

B

面的余料宽度大于

10mm，根据实际验证得知，如果不能反包或包边面料宽度小于10mm，包覆成型后

PVC

表皮内部残存的张紧力会渐渐释放，

使得出现面料从骨架上脱离质量问题，为了避免出现此类质量问题，若不能反包，需在距面料边界上方

4.0±1.0mm

处打钉固定，相邻两钉间距需

30.0±5.0mm，若可以反包，包边面料余料宽度需大于

10mm,并保证包边边界处切口整齐。如下为压接、对接结构示意断面。

根据实际验证，包覆成型后特别是在拉伸区域，厚度会有损失，所以在骨架设计时一定要考虑补偿设计，特别是与周边件有匹配关系处，除了需要考虑干涉量，也有考虑面料拉伸后的厚度变化，对于面料拉伸后的残余厚度与面料的拉伸伸长率和拉伸长度有关系，常用的解决措施是在骨架上加胶补偿。另外，硬质零件与软质包覆零件合理的干涉量为1mm（其他特殊工艺IMG及搪塑设计要点后续内容重点叙述），如下图盖板与包覆本体配合断面上列，表皮0.8mm，泡棉2mm,骨架2.5mm，翻边与骨架（立面与立面）角度85°，R角1.5，断面示意图

以上示意图圆角处建模错误，未考虑发泡层压缩量。经实际验证可按以下断面进行设计。拐角建模正确设计

对于设有真缝线的零件需要合理设计缝线槽，如未设计此结构，缝线处产生突起外观质量难以控制，双缝线槽约为16mm×1.5mm，具体根据造型及表皮规格确定。

两个包覆件圆角配合往往出现V型间隙，使得外观质量难以保证，设计时在不影响整体造型风格前提下，可以更改面差，使得上部零件高度应比下部零件高出2—3mm，这样可以掩藏

V

形间隙，提高视觉效果及增加层次感，示意断面如下。