1、关于汽车座椅用海棉的生产工艺论述摘要：本文介绍汽车内饰海棉座椅的生产工艺和在生产过程中遇到的相关问题及改善实例 关键词：汽车座椅工艺改善 Abstract：This paper detailed introduces automobile seat of moulding process, analysis and solve products and process quality issues and improve quality of products. Keywords：automobileseatprocessimprove 中图分类号： G872 文献标识码： A 引言 汽车用座
2、椅用海棉及相关制品主要由分为高压热线发泡工艺，高压冷线生产工艺，一体发泡工艺等生产工艺，由于高压热线发泡生产工艺由于生产效率较低，污染较重，热能耗较大，制造成本高等缺点正逐步被淘汰，所以在此不重点进行论述，在此主要针对高压冷线生 产工艺与一体发泡的生产进行阐述。 1 高压冷线海棉原料介绍 汽车座椅用相关海棉的生产主要是以多元醇类与异氰酸酯类发生相应的化学反应，浇注 在不同外观形状，构造的模具中成形，熟化，制品取出，模具清理，脱模剂喷涂，制品预埋 件安装等步奏构成。当然根据制品的不同及生产场地的不同会有所不同。 在化工原料的采用上为满足不同客户的不同需求，及生产工序的不同要求则呈现出多样 化的发
3、展趋势。在欧系内饰海棉生产企业中为满足环保与员工的工作环境的要求，多采用 异氰酸酯中的 MDI 系原料来替代有毒有害的 TDI 系异氰酸酯原料。但由此产生的原料注入 过程中的发生的原料流动性变差，导致的制品成形性降低混合后的原料为近似粘稠状（无法 生产构造相对复杂的制品）的问题则是通过提高生产线的自动化程度来解决，如增加注入机 的注入喷头与注入自动机器人数量。即在一个模具进行海棉原料注入工序时，同时由 3 到 4 个自动注入机器人进行原料的注入借此来弥补原料流动性的不足并且还可以提高生产效率 （生产线速度的提高） 。并且此工艺由于在异氰酸酯中没有添加有毒的 TDI 可以使与之发生 反应的多元醇
4、中也在不添加提高硬度的相应成分状况下满足相应的硬度要求，所以原料的成 本降低部分可以弥补一定的设备等固定资产投资的增加部分。但在美系及日系的内饰海棉生 产企业中由于国家尚未出台相应的强制政策，所以各生产厂家为满足制品成形性的要求，仍 然多采用有毒的 TDI 系异氰酸酯与多元醇反应的生产工艺。此生产工艺的优点是成形性优 良，混合后的原料为近似水状所以在模具中的流动性较好，所以尤其在相对座椅海棉构造复 杂的制品上常常被使用。但虽然含 TDI 的异氰酸酯中的 TDI 含量根据各个生产厂家而有所 不同（中国较高，日本及美国较低）但 TDI 为预读有害物质并且为疑似致癌物质，所以不 可避免产生环境污染与
5、作业环境的恶化问题。由于对全球环境要求的重视程度的不断提高与 全球温暖化的不断加剧，将来个发展中国家与日本，美国等发达国家的海棉生产用原料采用 不含有 TDI 的异氰酸酯应该为大趋势。 座椅用海棉的性能方面也出现不断轻量化与多元化的发展趋势。汽车驾驶席的振动吸收 材料使用与其余部位的轻量化材料也被广泛的采用。所谓振动吸收材料为降低长期驾驶汽车 造成的驾驶人员的疲劳与晕车等不良反应而应运而生的材料。其主要原理为降低海棉构成中 的树脂薄膜结构中的通气性以达到振动降低吸收的目的。增加海棉发泡反应中的薄膜面积降 低器通气性，也就是低通气性海棉。振动吸收海棉已经被采用到了欧系，美系，日系相关厂 家的相关
6、车型。此种海棉的广泛的使用大大提高了汽车的乘坐舒适度（高档汽车中也有在驾 驶席与副驾驶席同时使用的情况）对于乘坐人员长期驾驶变得更加的轻松，提高了长期驾驶 的相对距离。轻量化海棉原料的开发则是在追求汽车成本与整车燃油性能的设计前提下开发 出来的新式海棉原料。此种原料的特点是在同等体积，硬度的前提下，制作出重量相对较轻 的制品。即在保证制品硬度与外观的前提下可以降低密度的原料。但在成形过程中相对容易 出现发泡不良现象，所以并不适应在结构复杂的制品中，并且发泡速度相对较快。所以须要 将提高生产线速度与注入速度的同时采用此原料。尽可能在生产线速度 14s 以下，注入速度 在 13s 以下的条件下使用
7、。现如今的汽车购买群中分为追求汽车操控性能与燃油使用效率的 两种，可以在追求燃油使用率与构造简单的汽车内饰中大范围使用。海棉原料的整体发展趋势为逐步体现轻量化及性能的多样化。所以随着海棉密度的不断 降低所以海棉模具的生产温度也呈现逐步上升的趋势。由传统的模具成形温度 40 度左右已 经提升至 60 至 70 度左右。并且随着海棉密度的降低及性能的提高仍有上升的可能性。表 1 是海棉原料的总结。 表 1 2 汽车海棉座椅构造 汽车海棉座椅分为护面（绒面、真皮面、人造革） 、聚氨酯、骨架、聚氨酯内部的预埋骨架，具体请见下图。 座椅构造 图 1 3 高压冷线海棉生产工艺 高压冷线海棉主要生产设备包括
8、高压注入机、台车、模具等。生产工序：模具打开制品取出模具清扫喷涂离型剂预埋件的安装原料注入模具关闭硬化。模具在整个生产过程应保持要求的温度。生产线的注入机应提高注入速度，进而可以提高生产线的速度，提高整个工作效率。 海棉线生产工艺 图 2 4 高压注入机 注料路径 简图 5 高压冷线海棉生产线的台车 生产线的台车是生产线的重要设备，原料高压注入机将原料注入模具，原料发泡时产生的压力是 5080Kpa，台车关闭后原料在模具内部会有 0.20.4Mpa 的气体产生，台车的气囊充气后加强模具的气密性避免在发泡时模具型腔内的压力外泄造成制品的不良。台车气囊的位置有两类，一种是在台车臂上，另一种是在台车
9、底部。现在大部分的气囊都在台车底部，这样的好处是气密性更严，模具和台车的安装更方便。 台车式样 图 3 6 高压冷线海棉生产线模具 下面对于如今使用海棉模具的构造及原理进行说明。海棉发泡模具的种类有以下几种 热风加热型 温水加热型 (水配管付) 上下二分割型 三割型 冲压式模具 铰链锁紧式模具 以下我们只对热风加热型的模具进行阐述： 热风加热型的模具是用天然气燃烧或电加热产生的热量，再利用风的形式把热量均匀吹在模具上，使模具整体的温度上升。现如今的海棉生产用模具内部构造的主要原理是提高模具内压力的平衡度，尽可能的提高模具的密闭性，尽力做到海棉模具搭载台车密闭性的有利补充，并在此同时起到将磨具内
10、部分影响成形效果的气体排出的作用。在此理论的指导下便衍生出，硬性树脂合磨线模具，软性树脂合磨线模具，金属放电加工合磨线模具，软性通气软管合磨线模具，气缸排气式样，直接排气孔式样等模具式样。 6.1 生产线模具改善实例 在生产过程中，造成制品不良的原因有很多，其中由于模具密闭性导致的不良占很大的部分(实际生产过程中的 50%以上)，而模具的合磨线(PartingLine)构造及使用过程中磨损，造成海棉制品返修或报废现象又在上述不良中占据很大比例比较多。以下是以日系某车型前排座椅背海棉制品为例子进行改善实际。 在生产初期花冠前排座椅背海棉模具是硬性树脂合磨线，此种式样由于采用硬性树脂与铝模的硬性接
11、触必然会出现密闭不严的状况并且由于模具长期使用，下模的树脂部合模线发生磨损，更进一步加剧了上模与下模闭合后密闭不严的状况，部分原料在发泡过程中由于发泡自身的压力从模具中渗出，造成花冠前排背海棉硬质的毛边较多，降低海绵本体的密度造成废品，手修等不良现象多发，即使进行后序修补等措施，生产出的海绵制品也影响了后序装配效果，造成大量的返修工时浪费时间和原材量浪费，具体状况参见下图 4 图 4 模具内部构造： 以往的对策是将模具下模的硬性树脂合磨线全部更改为软性树脂，但由于密闭性过强，造成模具内海绵欠肉即使制作相应排气槽，但由于过激的气体流速导致气泡被压破海绵形成树脂化海绵末端变硬，在座椅装配后，也会由
12、于海棉末端硬物通过护面造成表面不良。 改善方案： 效果： 图 5 最终改善对策是把模具下模的硬性树脂合磨线变成橡胶树脂与硬性树脂相结合的合磨线，并把合磨线与下模结合处设定深 0.4mm、长510mm 的段差，这样的作用是将发泡产生的气体排放在模具合磨线上制作出的相应断差中,防止气体排放到模具外产生硬毛边。 改善方案： 效果：改善后欠肉基本消除,并且无须后序修正剪边（见图 6） ，减少手修时间（见图 7） 。 图 6 图 7 7 结语 汽车座椅是汽车内饰重要的部分，直接关系到行车安全和汽车内部的美观，所以海棉发泡生产工艺十分重要，但在国内做海棉发泡生产的厂家很少，这方面资料借鉴也很少，所以在实际工作中的经验积累就很重要。影响海棉制品质量的因素很多，包括设备、模具、工艺方法等，根据生产现场的实际把设备和模具调试到最佳才能一次性制造出合格的产品，减少返修时间和不良数，达到最大的效益。 简历： 作者：李宾性别：男出生年月：1982.06.10 籍贯：天津 职称：助理工程师 学历：本科研究方向：汽车用座椅海棉成型
