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火焰处理,不仅仅使汽车更轻便

发布:2008-6-4 16:11:04  来源:模具网  编辑:佚名
随着家庭乘用车的普及,原本高昂的汽车售价已经不能被人们接受,因此整车价格下降的呼声越来

越高。汽车制造商,在同时面对原油价格和钢材价格不断上涨等因素的压力下,为了保证其利润的稳定增长,已经把如何降低制造成本的问题提上了自己的工作议案上。

如何才能降低生产成本?不外乎这三种方法:

第一,实现大规模、大批量生产。通过规模效应降低制造费用。

第二,节省汽车零部件,通过合理地优化结构,达到成本降低。

第三,就是使用新材料或新工艺,替换原来比较昂贵的材料,从根本上使材料成本下降,这就是我们今天要讨论的问题。

在当今汽车制造中,塑料材料的大量使用,使汽车轻量化工作取得了巨大的成功,其中的ABS材料和PP材料使用量是最大的。但是同样两种塑料,其成本是不同的。从目前市场价格看,这两者的单位成本相差至少在3000元以上,也就是说两者成本相差23%。这个成本因素是显而易见的。如何使原有的ABS材料被价格相对低廉的PP材料替代呢?这就要提到一个全新的技术——“火焰处理”了。

提到火焰处理技术,我们首先来介绍一下仪表板的构成。以Passat轿车的仪表板构成为例,基板是由锁模力高达3000吨的大型注塑机一次成型制造出来的;然后通过搪塑加工工艺,生产出外表皮,也就是我们伸手能触及的那个皮质仪表板 ;最后通过发泡工艺,使用苯醚类发泡材料使基板和表皮复合在一起。其中作为仪表板基板的注塑件使用的是ABS材料。而我们想替代的,就是这个材料。

此外,由于两种材料性质不同,在发泡复合的时候表现出来的效果也是不同的。ABS有较强的复合能力,而PP材料的复合能力相对较差,不能达到复合的标准,因此不能简单将注塑机里面的料换成PP材料。火焰处理技术在这种情况下就应运而生了。

谈到火焰处理技术我们先要说说两种材料的构成和性质:

ABS工程塑料即PC+ABS(工程塑料合金),之所以命名为PC+ABS,是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性,又具有ABS树脂优良的加工流动性。而PP塑料(聚丙烯)密度小,强度、刚度、硬度和耐热性均优于低压聚乙烯,可在100摄氏度左右使用,具有良好的电性能和高频绝缘性,且不受湿度影响,但低温时变脆,不耐磨,易老化,适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。

为了便于发泡复合工艺,塑料表面的张力值要达到生产要求,一般要求表面的张力值达到41达因左右。而聚丙烯材料本身的表面张力值仅为31达因,远远无法达到生产要求,而通过火焰处理技术,可以改变其表面张力,使其表面致密度超过48达因左右。通过火焰处理改变其表面张力还可以提高工件后续油漆喷涂的质量。

火焰处理可用来调整塑料的表面性质,在高温下使塑料表面的大分子发生氧化反应产生极性基团,另外还对表面分子聚集的结构形态产生影响,使水基覆盖膜附着在塑料表面上。火焰处理的作用是在塑料表面产生亲水组分,如果能选择性地产生亲水表面,那么这个工艺在泡沫浮选分离塑料中是非常有用的。火焰处理是用特定的喷灯,燃烧一定组成和配比的煤气和空气,形成温度高达1100~1800℃的氧化火焰,来达到瞬间改变薄膜表面性能的目的,在实际处理过程中,火焰的温度、火焰与薄膜之间的距离和处理时间是影响处理效果的重要因素。

火焰处理常见的处理方法是使用机器人,并在机械手的前臂上安装上火焰喷射头。通过机械手,按照特定轨迹,在塑料件表面上进行移动,通过机械手不同轴的转换,使火焰处理头在塑料表面上20厘米处进行覆盖,因为这个距离可以使火焰的外延接触塑料表面,使其瞬间达到1000摄氏度的高温,否则由于接触不良发生欠烧。机械手的移动必须保证覆盖所有发泡表面,而且不能有重复的现象。因为反复烧灼会破坏塑料表面生成的亲水组分,发生过烧的情况。处理完成的产品可以放置一周时间。而且火焰材料取材方便,我们平时使用的煤气就能胜任这个工作。在加工过程中,使空气和煤气的混合比例适当,火焰温度高达1000摄氏度以上,处理的效果就比较明显。

通过火焰处理工艺,更加轻量化的材料PP得以在汽车制造业内运用。例如马自达3的仪表板盖板、铃木Liana的仪表板等汽车配件上已经采用这种工艺。

新的技术给我们带来的不仅仅是工艺的改进,生产成本的下降,带给我们同样的也是思考。如何使我们能在现有有限的资源下使利用率最大化,才是社会发展的最大推动力。可以肯定的是,材料科学技术会持续发展,更轻、更强的材料和工艺必会相继问世,把汽车的制造带入全新的纪元。

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