汽車內飾及其製備裝置和製備方法與流程

2023-05-01 03:25:06 2

本發明涉及機械技術領域，特別是涉及一種汽車內飾及其製備裝置和製備方法。

背景技術：
在國內市場中高端車銷量持續增長，優質高端產品需求將不斷增大，而環保健康理念風行，汽車內飾產品也開始主打綠色概念，環保健康類產品將是汽車發展的一大趨勢，提高車內的居室化設計，改善乘坐的舒適性，也已被中高檔車廣為採用。傳統的汽車A、B柱形成過程是，首先將A、B柱塑膠部件是用模具製作成型，然後由人工將塑料件上塗粘膠，再用無紡布與塑料件粘結起來，最後將多餘的無紡布修剪掉來完成此項工作。這個過程需要進行三個步驟操作完成，一是注塑成型，二是塗粘膠覆蓋無紡布，三是修剪無紡布，在此過程中將會使用到對人體有害的有毒溶劑，不僅對塗塗粘膠的操作人員有害，同時也存在空氣汙染等問題發生，再加上汽車車內空間狹小，導致車內空氣汙染和異味的更加嚴重，同時，當塑料件成型後再塗粘膠，使無紡布同塑料件粘貼在一起的工序多，需要人員也多，加工時間長，而且粘貼的質量不穩定，形成低質量高成本的生產模式。同時，上述操作靠人工流水線來完成，所以每個工人對工作的熟練程度不同就決定了產品的質量不一致。

技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供一種加工簡單且安全環保的汽車內飾以及一種能在塑料件注塑成型同時將面料與其注塑連接的低壓注塑設備及其注塑方法。為實現本發明的目的所採用的技術方案是：一種汽車內飾，包括面料和與所述的面料注塑連接的塑料件，所述的面料包括與塑料件注塑連接的無紡布層和與所述的無紡布層固定連接的織物層。所述的面料厚度在1.2-1.4mm；所述的織物層厚度在0.4-0.6mm，所述的無紡布層厚度在0.6-1mm。所述的面料和塑料件的體積比為1:8-10。一種製備汽車內飾的製備裝置，包括低壓注塑模具和取放一體式機械手，包括定模和動模，所述的動模包括底板，固定設置在所述的底板之上的型腔，以及設置在型腔周邊的多個掛布針，所述的掛布針的外側形成有刀刃結構以便在面料受到張力時將其割開；所述的定模包括面板，與所述的面板固定連接的熱流道板、與所述的熱流道板固定連接的型芯，以及頂出機構和熱嘴，在所述的型芯凸塊的外周設置有與所述的掛布針對應的通孔以避免發生幹涉，在所述的凸塊周邊還設置有多個壓布機構。所述的壓布機構包括設置在型芯周邊上的數個凹槽，可容納於所述的凹槽內部的壓塊以及設置在凹槽與壓塊間用於在不受壓時將所述的壓塊外端部頂出凹槽的頂出彈簧。所述的掛布針為三角錐狀結構。所述的取放一體式機械手包括可沿移動軌道移動的機械臂，分別可旋轉地固定設置在機械臂下端部兩側的取布載板和取件載板，所述的取布載板和取件載板可分別受驅在水平工位和豎直工位間切換，所述的取布載板上固定設置有至少一組取布裝置，所述的取布裝置包括用以感測距布距離的雷射測距器，設置在雷射測距器兩側的掛布機構，所述的取件載板上固定設置有對應的至少一組取件裝置，所述的取件裝置包括與所述的取件載板固定連接的支撐杆和固定設置在支撐杆端部並可受控將注塑件吸持或釋放的吸盤。所述的吸盤四周的取件載板上設置有與注塑件對應且可受控夾緊或釋放注塑件的夾杆，所示夾杆由氣缸或電機驅動動作。一種汽車內飾的製備方法，包括以下步驟，1)利用機械手將布料安裝在動模的掛布針上；2)注塑機合模，布料會先接觸到定模型芯，布料會隨著型芯的現狀變形並貼著型芯移動，當模具閉合到預定距離時，固定在定模側的壓布機構會先壓住布料，3)繼續閉合模具直至分型面的間隙在布料厚度的三分之一到二分之一；4)進行注塑成型並脫模取料。注塑時鎖模力為600-800T,最大注射壓力2-4bar，壓力切換2-4bar，注塑時間為3-5s，保壓時間為13-16s。與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明採用低壓注塑工藝在塑料件注塑成型的時候將其一併與面料注塑連接，在模具內部完成面料和塑膠製品的成型和結合，從而大大提高了生產效率降低了人力成本的投放，而且因為是模具生產，所以每個製品的質量是一樣的；同時低壓注塑工藝缺少了對膠水的應用，所以製品環境的汙染為零。本發明的製備裝置採用的模具採用倒裝方式，將型腔作為動模，型芯作為定模，進膠和頂出在模具同一定模側，同時在定位針上設計刀刃，實現面料拉緊時可以割開面料，保證面料不會因被拉得太緊而變形；為了保證面料不起皺的放在模具內，在定模上設置有用壓布機構，在模具合模到設定距離後，布料會先接觸到定模型芯，布料會隨著型芯的現狀變形並貼著型芯移動。當模具閉合到15毫米時，固定在定模側的彈塊會先壓住布料，使布料不會起皺閉合模具；然後注入塑料成型保證產品質量和外觀。同時，本發明的製備裝置的機械手採用機械臂帶動取件載板和取布載板，實現掛布和取件的同步進行，有效提高了整體效率和自動化水平，同時作為優選方案，可以實現兩個注塑件的同時完成，在機械臂一次動作下可完成兩個注塑件的供料和取件，避免機械臂大量往復動作，提高生產效率，降低能耗。採用本發明的注塑方法製備汽車內飾，將塑料件和面料直接注塑連接，有效避免了膠水的過多使用，同時一次成型將塑膠與無紡布粘貼在一起的工序，省去了二次加工過程，所製作的汽車內飾的外表漂亮、環保，而且大大提高了生產效率。附圖說明圖1所示為本發明的汽車內飾截面結構示意圖；圖2所示為本發明的模具合模前結構示意圖；圖3所示為本發明的模具合模中結構示意圖；圖4所示為本發明的模具合模後結構示意圖；圖5所示為本發明的機械手結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處 所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。如圖1所示，本發明的汽車內飾包括面料和與所述的面料注塑連接的塑料件100，所述的面料包括與塑料件注塑連接的無紡布層200和與所述的無紡布層固定連接的織物層300，其中，所述的塑料件為汽車的A柱、B柱或C柱。當然對於其他需要在塑料件上附著面料也可以採用該結構。其中，所述的面料的無紡布層和織物層可採用膠固定連接，連接後可快速散去味道。即，採用低壓注塑工藝在塑料件注塑成型的時候將其一併與面料注塑連接，在模具內部完成面料和塑膠製品的成型和結合，從而大大提高了生產效率降低了人力成本的投放，而且因為是模具生產，所以每個製品的質量是一樣的；同時低壓注塑工藝缺少了對膠水的應用，所以製品環境的汙染為零。具體地說，塑膠與面料的低壓注塑成型工藝，是將塑料通過模具注塑與無紡布粘附在一起，所產生的產品黏附力很強，使用中決不會脫落和開裂，而且面料是汽車製品表面的一個裝飾層，同時還具有很好的表面耐磨性。同時因通過塑料高溫熔化後注入到模具型腔後速冷卻與無紡布粘合的過程中不需要添加任何粘貼劑，可杜絕粘貼劑氣味而生產時產生車間環保問題，以及汽車內飾的環保問題。進一步地，塑膠是進入無紡布層，如圖1所示的區域400內，把面料和塑膠緊密結合到一起的。但塑膠不可以透過無紡布層到達織物層以避免影響外觀，優選地，所述的面料厚度在1.2-1.4mm，其中，所述的織物層厚度在0.4-0.6mm，所述的無紡布層厚度在0.6-1mm。所述的面料的橫向延伸率在30-35，直向延伸率在20-25。所述的塑膠件由GR系列的工程塑料注塑成型。同時，針對不同大小和形狀的內飾件，所述的無紡布和塑料件的體積比例優選為1:8-10，採用匹配的比例配置，能保證飾件強度和外觀統一。綜上所示，本發明採用低壓注塑成型工藝來製作汽車內飾，將塑料件和面料注塑連接，有效避免了膠水的過多使用，同時一次成型將塑膠與無紡布粘貼在一起的工序，省去了二次加工過程，所製作的汽車內飾的外表漂亮、環保，而且大大提高了生產效率。如圖2-4所示，本發明的用於在塑料件注塑成型同時將面料與其注塑連接的製作設備包括模具和取放一體式機械手，其中，所述的模具包括動模1和定模2，其中所述的動模包括底板11，固定設置在所述的底板之上的型腔12，以及設置在型腔周邊的多個掛布針14，所述的型腔中心處設置有預設的凹腔13， 所述的凹腔即為注塑成型的外形，所述的掛布針設置在凹腔的周邊以便與將面料支撐。因為面料3在開始時是平掛在凹腔外側平面上，在合模時面料會被壓入型腔的凹腔內，為了避免面料被拉太緊而變形，所述的掛布針的外側形成有刀刃結構以便在面料受到張力時將其割開，優選地，所述的掛布針為三角錐狀結構，三角錐狀的掛布針能有效保證掛布以及割布動作的順利進行。所述的定模2包括面板21，與所述的面板固定連接的熱流道板22、與所述的熱流道板固定連接的型芯23，以及頂出機構24和熱嘴25，所述的面板、熱流道板頂出機構和熱嘴的設計與現有技術類似，在此不再贅述。所述的型芯23中部形成有與所述的型腔匹配的凸塊26，凸塊插入凹腔後的空隙即在注塑後構成注塑件的外觀形狀。凹腔和凸塊的設計根據不同產品規格而各有不同，在此不再展開描述。在所述的型芯凸塊的外周設置有與所述的掛布針對應的通孔或凹槽以避免發生幹涉，同時為了提高對面料的控制，在所述的凸塊周邊還設置有多個壓布機構，所述的壓布機構包括設置在型芯上的凹槽27，可容納於所述的凹槽內部的壓塊28以及設置在凹槽與壓塊間用於在不受壓時將所述的壓塊外端部頂出凹槽的頂出彈簧29。當合模到預定距離時，壓塊會頂持在型腔的凹腔周邊以與其共同作用夾緊布料，利用有彈性力支撐的壓塊可以保證合模時面料割開的穩定，即保持有預定的張力又不會變形，保證面料貼合在型芯之上。本發明的模具採用倒裝方式，將型腔作為動模，型芯作為定模，進膠和頂出在模具同一定模側，同時在定位針上設計刀刃，實現面料拉緊時可以割開面料，保證面料不會因被拉得太緊而變形；為了保證面料不起皺的放在模具內，在定模上設置有用壓布機構，在模具合模到設定距離後，布料會先接觸到定模型芯，布料會隨著型芯的現狀變形並貼著型芯移動。當模具閉合到15毫米時，固定在定模側的彈塊會先壓住布料，使布料不會起皺閉合模具；然後注入塑料成型保證產品質量和外觀。採用本發明的模具一次成型脫模順暢，且採用低壓注塑工藝在塑料件注塑成型的時候將其一併與面料注塑連接，在模具內部完成面料和塑膠製品的成型和結合，從而大大提高了生產效率降低了人力成本的投放，而且因為是模具生產，所以每個製品的質量是一樣的；同時低壓注塑工藝缺少了對膠水的應用， 所以製品環境的汙染為零。具體地說，塑膠與無紡布採用低壓注塑成型工藝，是將塑料通過模具注塑與無紡布粘附在一起，所產生的產品黏附力很強，使用中決不會脫落和開裂，而且無紡布是汽車製品表面的一個裝飾層，同時還具有很好的表面耐磨性。因通過塑料高溫熔化後注入到模具型腔後速冷卻與無紡布粘合的過程中不需要添加任何粘貼劑，可杜絕粘貼劑氣味而生產時產生車間環保問題，以及汽車內飾的環保問題。如圖5所示，本發明的取放一體式機械手包括可沿移動軌道移動的機械臂01，分別可旋轉地固定設置在機械臂下端部兩側的取布載板02和取件載板03，所述的取布載板02和取件載板03可分別受驅在水平工位和豎直工位間切換，所述的取布載板02上固定設置有取布裝置，所述的取布裝置包括用以感測距布距離的雷射測距器021，設置在雷射測距器兩側的針形夾持器022，所述的取件載板03上固定設置取件裝置，所述的取件裝置包括與所述的取件載板固定連接的支撐杆031和固定設置在支撐杆端部並可受控將注塑件吸持或釋放的吸盤。其中，所述的機械臂可沿軌道按程序設定移動，其可配合實現模具的上料、取料等操作，所述的取布載板和取件載板作為取布裝置或取件裝置的載體，可以採用板狀或者框架式結構，其與機械臂的可採用鏈輪結合軌道等方式設計，以其能完成豎直取料和水平放料動作為宜，同時兩者可以通過大小、或者行程控制等多種方式實現運動不幹涉，保證整體運行的平穩性。所述的針形夾持器包括氣缸和尖針，為便於將布料夾取並且能釋放，所述的針形夾持器成對布置，每對呈倒八字形設置，利用雷射測距器感測取布載板與布料3的距離然後相應地控制機械臂動作，當尖針受驅伸出時剛好將布料刺穿而不影響下一層，而穿透的尖針正好將布料夾持以隨其一起移動。進一步地，為提高對所述的吸盤四周與注塑件對應可受控夾緊或釋放注塑件8的夾杆33，所示夾杆由氣缸或電機驅動動作，利用吸盤和夾杆的協同定位，可提高注塑件的取放穩定性，避免跌落情況發生。進一步地，所述的取布裝置為至少兩組，其上下間隔設置在取布載板之上，所述的取件裝置為至少兩組，其上下間隔地對應設置在取件載板之上，兩組取布和取件裝置分別對應兩組模具，可以實現兩個注塑件的同時完成，在機械臂一次動作下可完成兩個注塑件的供料和取件，避免機械臂大量往復動作，提高生產效率，降低能耗。在具體工作時，布料層疊放置在布料臺之上，取布載板受驅向右旋轉90°， 同時機械臂將載板的兩組取布裝置移動至布料上方，雷射測距器感測載板與最上層布料的距離然後控制兩組取布裝置上的多個針形夾持器的尖針伸出以將最上層的布料取走，此時模具已經完成上一組注塑成型，驅動取布載板至豎直工位並將取布裝置移動至模具的掛布側完成兩組布料的轉移，然後移動至注塑件側，在頂出機構的配合下完成兩個注塑件的吸持、夾持定位，然後機械臂帶動載板退出以避免和模具發生幹涉，注塑成型的同時機械臂移動至傳送帶並控制取件載板向左旋轉90°，將兩個注塑件一起放置在傳送帶之上，然後移動至布料臺上繼續取布操作，如是往復。下面以注塑件為汽車的A柱或B柱對本發明的注塑方法進行進一步說明：所述的面料包括與塑料件注塑連接的無紡布層和與所述的無紡布層固定連接的織物層，所述的面料厚度在1.2mm，所述的織物層厚度在0.5mm，所述的無紡布層厚度在0.7mm，包括以下步驟，1)利用機械手將布料安裝在動模的掛布針上；2)注塑機合模，布料會先接觸到定模型芯，布料會隨著型芯的現狀變形並貼著型芯移動，當模具閉合到15mm時，固定在定模側的壓布機構會先壓住布料，3)繼續閉合模具直至分型面的間隙在0.4mm；普通模具的分型面需要嚴密配合，本發明的低壓注射模具因有面料在模具上，所以分型面需要設計間隙，不能嚴密配合。間隙大小很是問題，留多了產生批峰，留少了壓壞面料，對於本實施例以0.4mm為宜。4)進行注塑成型並脫模取料，其中，鎖模力為700T,最大注射壓力3bar；壓力切換3bar，注塑時間4s，保壓時間15s。採用本發明的模具按低壓注塑成型工藝來製作汽車內飾，將塑料件和面料注塑連接，有效避免了膠水的過多使用，同時一次成型將塑膠與無紡布粘貼在一起的工序，省去了二次加工過程，所製作的汽車內飾的外表漂亮、環保，而且大大提高了生產效率。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。