汽车顶棚总成的生产工艺研究

赵东明

摘要：汽车顶棚是现代汽车内部装饰不可或缺的构成部分，同时具备功能性能、装饰性两大特点。随着人们在汽车方面的需求日渐多样化，在汽车发展过程中，汽车顶棚工艺的重要性持续提升。因此，本文从不同角度入手客观阐述了汽车顶棚及其总成的生产工艺，在优化生产工艺的基础上全面提升汽车顶棚的功能性以及装饰性。

关键词：汽车顶棚;总成;生产工艺

0  引言

在信息化背景下，汽车工业的发展空间明显提升，汽车设计以及制造标准要求也越来越高。内饰部件在现代汽车中占据重要位置，汽车顶棚是其中之一，装饰汽车内部的同时集隔音、隔热、吸音等作用于一体，有效设计以及制造汽车顶棚至关重要，要在对比、分析生产工艺基础上加以优化、完善，最大化提高汽车顶棚总成效果以及整车NVH性能。

1  汽车顶棚概述

汽车顶棚就是加装在车身顶盖钣金下面的一种内饰件。通常情况下，汽车的顶棚结构可以分为3层。最上面的是基材层，采用的材质大都有着较高的热塑性，是整个顶棚结构的重要骨架，固型是其起到的关键性作用。根据车型等，巧用安装方法、生产工艺，可以提高该层的耐用效果，满足汽车顶棚结构要求。处于中间的PVC革面层，装饰是其起到的主要作用，在生产过程中，根据汽车乘坐舒适性、固体性，选择颜色适宜的材质，防止变形的同时更好地装饰车内。最外层的是保护膜，结合生产工艺等，选择高性能、较大粘性的相关材质，便于在使用过程中能够长时间保护汽车顶棚结构。此外，汽车顶棚生产对应用其中的材料有着特别高的要求，体现在尺寸变形、剥离强度、气味等方面[1]。应用到汽车顶棚安装中的方法并不单一，和粘结处理法、吊挂法相比，模塑方法更具优势，可以在实现一体式生产过程中有效提升汽车顶棚的安装质量。

2  汽车顶棚总成的生产工艺分析

汽车顶棚总成的生产工艺主要包括两大类，即干法工艺、湿法工艺[2]，根据汽车顶棚安装中采用的方法，在对比、分析的基础上优化利用生产工艺，在源头上保证汽车顶棚质量。

2.1 干法工艺和湿法工艺

2.1.1 干法工艺

在应用干法工艺过程中，先对半硬质聚氨酯发泡复合板材进行加热，控制好加热时间，加热到180-200度，讓这类材料在一定温度作用下处于塑性状态，再将其放到准备好的模具中，施加和护面材料一样的压力，即8到10MPa[3]，塑造成符合相关规定的汽车顶棚形状。随后，利用现代技术以及设备，制成预期的模型，再对其进行针对性冷却处理，在水射流技术作用下，合理切割对应的材料，在边界修整的基础上规范化粘贴各类附件。干法工艺并不复杂，不需要生产或者加工某些材料，降低了在生产汽车顶棚过程中的工作量，安装、切割、模压等才是关键点，但在应用过程中投入的成本比较多，主要用到工作量不大的各类汽车顶棚生产中。

2.1.2 湿法工艺

就湿法工艺而言，主要是利用液体的成型胶，将应用到汽车顶棚生产中的多种材料粘在一起，比如，无纺布、玻璃纤维。在温度大约为100度的加热模具作用下，成型出湿法骨架，利用聚氨酯复合胶，在湿法骨架面层无纺布上面将相关的织物粘在一起。湿法工艺可以被细化成一步法、两步法，和干法工艺正好相反，湿法工艺主要应用到工作量比较大、造型结构复杂化的汽车顶棚生产中，生产出的顶棚结构有着较好的刚性，投入其中的成本相对较少，但在应用过程中会对周围环境造成不同程度的污染，也会危害人体健康。

2.2 对比分析两种生产工艺

2.2.1 汽车顶棚的综合性能

在汽车顶棚生产过程中，复合模压工序是干法工艺、湿法工艺二者在实际应用中最明显的区别，干法工艺是在加热片材的基础上对模具进行合理化冷却，再将其压制成型，而湿法工艺主要是在对模具合理化加热基础上冷却片材的同时压制成型。和干法工艺相比，湿法工艺作用下的汽车顶棚有着更高的加工性能、装配性能以及NVH性能，经济效益也相对较高。相应地，下面是湿法顶棚、干法顶棚各自主要性能情况。

2.2.2 汽车顶棚的耐高温尺寸稳定性与成型稳定性

相对于干法工艺，在应用湿法工艺过程中，压制成型的汽车顶棚尺寸受环境温度影响不大，有着较高的耐高温性，在高温环境下，顶棚尺寸更具稳定性。比如，将干法顶棚、湿法顶棚同时放置在温度为100度的环境中，放置时间为16小时，干法顶棚尺寸大小变化明显大于湿法顶棚，干法顶棚尺寸的变化率最大为2.5%，而湿法顶棚尺寸最大的变化率为0.5%。这和应用到汽车顶棚生产中的材料有着特别大的关系，应用到湿法顶棚生产中的是热固性材料，和应用到干法顶棚生产中的热熔性材料相比，有着更高的耐高温性。此外，干法工艺主要应用到制作结构简单化、延展程度不大的汽车顶棚生产中，使用范围相对较小，而湿法工艺可以应用到制作结构复杂化、延展程度较高的汽车顶棚生产中，在拉伸过程中有着较大的形变量。和干法工艺相比，湿法工艺有着更高的塑型效果、成型稳定性，也有着更广的使用范围。

2.2.3 汽车顶棚的环保性能与轻量化

和湿法工艺相比，干法工艺在应用过程中对汽车顶棚生产环境的污染程度相对较低。在对这两类工艺作用下的汽车顶棚进行VOC测试，除开丙烯醛、苯，湿法顶棚中苯乙烯、二甲苯、甲苯等有害物质含量明显高于干法顶棚，对人体健康有着更大的危害性，干法工艺的环保性能高于湿法工艺。相应地，下面是在VOC测试过程中，干法顶棚与湿法顶棚中某些有害物质含量情况。

在轻量化方面，湿法工艺比干法工艺更具优势，这和应用的材料有着一定关系。就汽车顶棚的基材来说，以“PU玻纤板”为例，想要汽车顶棚结构的刚度性相同，干法工艺应用中所需的材料也比湿法工艺多，材料量多出范围为300到500g/m2。与此同时，和干法顶棚相比，湿法顶棚相对较轻，重量减轻范围为1.05到1.75kg左右[4]，能够更好地满足现代汽车在轻量化设计方面的具体要求。

3  结语

总而言之，汽车内饰效果、整体性能等和顶棚有着直接关系，顶棚的性能、功能又和总成生产工艺有机联系。在汽车顶棚实际生产中，不管采用的是何种生产工艺，都必须科学匹配车型、材料等，要在分析生产环境条件基础上巧用现代技术以及设备，优化工艺流程、生产方法等，保证汽车顶棚总成质量，为生产高性能、高舒适度的汽车提供重要的支撑力量，提高汽车使用的综合效益，促使汽车行业有着更加广阔的发展前景。

参考文献：

[1]郭称勇，肖康宝.汽车顶棚模块化装配工艺研究[J].北京汽车，2019（04）：44-46.

[2]孔敏，胡伟，莫健华，杨卫红，刘晖晖.基于AUTOFORM的汽车顶棚冲压回弹评估及补偿研究[J].锻压技术，2019，44（08）：41-48.

[3]孙大鹏，黄千千.汽车顶棚概论与设计[J].汽车实用技术，2018（10）：88-90.

[4]关杰，王士川.汽车顶棚内饰设计及工艺[J].汽车零部件，2018（05）：47-49.