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引言

隨著經濟科技不斷進步，汽車行業在生產發展過程中更注重環保性，現在，汽車在生產設計中的都在采用新的纖維材料，來制造汽車內飾例如汽車門板、汽車頂棚等等，在汽車內飾加工之初人們對化學材料的使用比例較大，這樣會造成環境污染、銷毀處理時的資源浪費、多次加工等問題，但是新材料大多屬于環保型或是性能優良的材料這樣可以為加工提供更多的便利，此外新的加工工藝可以減少二次加工時間、提升材料利用效率，在未來的汽車內飾生產加工過程中可以起到重要作用，也在未來將成為形勢所趨。

1新材料在汽車內飾設計中的應用

1.1微發泡植物纖維復合材料

植物纖維復合材料是由秸稈、麻、木、竹等植物纖維與聚乙烯塑料混合擠壓而成的一種新型材料，微發泡纖維成本低，機械性能好并且沒有難聞的氣味，并且在飛機、高鐵、汽車等領域有著廣闊的應用前景，復合植物纖維素纖維具有較大的長徑比、比強度較高、使其可以應用在增強體或聚合物基體復合領域[1]。并且它具有較大的面積、較低的密度和可降解性，在實際應用方面它有很多優良的特性，例如：質量輕，成本低，加工性好，設備損耗低，可生物降解，相對而言比較環保。微發泡技術依靠著其發泡制品密度低、可以很好地隔絕聲響被應用于汽車內飾之中。實際上有兩類微泡沫技術，即物理泡沫和化學泡沫。其中，化學發泡法由于具有施工簡易、生產簡單、費用較低、可以批量生產的優勢，在工業生產中的應用十分普遍。早期植物纖維復合材料多使用增強熱塑性樹脂，因其制成的復合材料具有成本低、模量高等優點，因而被應用于汽車內飾零件上[2]。市面上的材料如聚乙烯對汽車內飾襯底的沖擊性能由于其剛性、強度下降導致汽車內飾襯底的抗撞性差。另外，與玻璃纖維、碳纖維增強復合材料比較而言，微發泡植物纖維內部空隙較大并且具有獨特且耐用的鋼管結構，可以吸收較多的聲能，達到更好的使用效果。

1.2全水性生態超纖材料

全水生態超纖材料是由水溶性聚乙烯醇（PVA）、尼龍6做島而形成的定島超纖維，將該定島海島超細纖維通過梳理針刺法制成非織造布，以該非織造布為超細纖維皮革的骨架材料[3]。這種材料能夠實現真正環保，超越真皮，超越真皮，完全解決了透氣、環保等問題，汽車內飾方面得以使用，并且可以在家具沙發上應用，可以達到透氣透濕、韌性強穩定性好。這是一種使用高科技人造革的材質。因為它的環保性極佳，無刺鼻的氣味，耐折，耐磨損性好，質地柔軟易于加工，外形美觀，是一種可以利用廣泛的天然皮革。與自然皮革比較，其主要特征是尺寸穩定、手感舒適、韌性好；透氣性好，比真皮的柔韌性高兩倍還多；高撕扯強度和撕扯強度；其耐折性與真皮不相上下；具有優良的耐候性，自生產至使用不含任何有機溶劑，所有產品均為水性，無任何污染，無異味，也沒有任何危害，具有良好的環境保護作用。然而隨著人類對于品質的需求的提升，人們目前倡導環保低碳的綠色，而全水性生態超纖皮革因為其真正的環保性，勢必在未來脫穎而出，是未來超纖產品研究開發的重要目標[4]。

1.3玄武巖纖維增強聚丙烯復合纖維

玄武巖纖維增強聚丙烯（BFRPP）復合材料是以玄武巖纖維（BF）為增強相，熱塑性的聚丙烯（PP）樹脂為基體，二者按照一定的體積分數復合制成的熱塑性復合材料[5]。也就是說通過對玄武巖纖維進行噴絲板紡絲法后對其進行與聚丙烯材料的融合所形成。它不僅防擠壓力強、耐高溫程度好并且強度高、堅硬。基體材料聚丙烯是密度最小的高分子材質，加工力和機械性較強。而且其抗腐蝕性能好、成本低、生產效率高等優點也可以廣泛地為人所使用。并且可通過拉擠、纏繞等工藝與環氧樹脂等多種工藝組合而成的新型建材。這種材料具有高強度，并且抗耐酸、耐腐蝕性好。玄武巖復合纖維的膨脹系數與混凝土相近，兩者之間不會產生大的溫度差異。玄武巖纖維用于汽車內飾行業，可以降低車輛的外部和引擎所發出的不想要的噪聲，玄武巖增強的聚丙烯復合材料纖維，它的吸聲效果和耐熱性都很好，可以用于內飾板中用于隔音以及散熱。這些好處使玄武巖增強聚丙烯纖維復合材料已在汽車制造、冶金、化工、建筑等行業成為玻璃纖維的良好替代品[5]。

1.4共聚酯材料

SKYTRA共聚酯也稱為PET，是由多元醇與聚酯縮聚而成的高分子的統稱是一種性能優良，用途廣泛的工程塑料[6]。目前汽車裝飾中使用最多的是塑料，聚丙烯是目前使用最多的材料，它具有低密度、低價格、高剛性、高耐溫性和良好的加工性能。但聚丙烯作為一種新型的塑料，在應用于汽車行業時，為了使之符合實際應用的要求。在汽車外觀裝飾的設計和生產中，要考慮到其成本，所以選擇合適的材料和合理的設計思想可以使其達到更好的效果。SKYTRA共聚酯脂是一種環保、實用的新型塑料復合材料具有較高的實用性。由于這類塑料原料中包含了從玉米中提取的某種原料，因此這種塑料材料具有生物特性。通過實際調查可以發現，此類材料的抗沖性及抗腐蝕性較強，且具有較高的透明度，屬于透明塑料材質[6]。這種材質符合社會需要，因此它在新能源汽車內飾織物的設計上有很大的發展空間。因此，為了推動新能源汽車的發展，必須重視這種材料的合理使用，進而為汽車內飾設計提供更多可能。

2新工藝在汽車內飾中的應用

2.1快速熱循環注塑成型工藝

快速熱循環注射成型是一種高度光澤表面無痕跡的注塑技術，其成型產品無需打磨和拋光處理，省去噴涂涂層等后續步驟，這樣既降低了能源和節省了制造成本，實現了塑料制品的綠色化生產。與傳統的注射成型工藝相比，其表面溫度比注射成型樹脂的玻璃轉變溫度稍高，但是它可以在較高的溫度下快速降溫，從而改善塑料的外觀質量，減少二次加工，減少對環境和工作人員的損害。此技術是在模具表面溫度高的情況下，可以迅速冷卻，保持模具的外形，減少返工的可能性。但因為這種技術是在高溫下進行的，所以這種技術對模具的材質也有要求，第一，它必須要具有很高的耐熱性，可以在高溫下工作，第二，它的硬度要比其他的要高，而且還要有光澤和流動性。在目前的模具制造中，吹氣成型技術的出現，無疑是為了解決傳統工藝的成本問題，而隨著成本的降低，整體的經濟效益也會隨之提升，而由于吹塑工藝的特殊性，吹塑工藝的成本也會降低，但也會導致產品質量的下降[7]。這主要是因為在吹塑的時候，在模具還沒有完全貼合到模腔的時候，就已經開始成形了，所以不能和模腔緊密的貼在一起，這樣的話，模具就會有橘皮、凹陷之類的現象，但是快速熱循環注塑工藝可以在較高溫度情況下快速降溫，減少了二次加工、合格率比較完備、成品質量好，另外此工藝對于模具的制造、裝配準確度要求不高，以便制造更好的汽車內飾產品。

2.2產品微發泡氣體反壓工藝

發泡工藝是在塑料中添加一定的化學發泡劑，通過注塑機熔化塑料，然后將其注射到模具中，在模具的作用下，得到一個具有氣孔結構的塑料制品，主要用于汽車車門內飾板。然而，微發泡并不適用于對外觀表面有較高要求的產品，僅采用微發泡的產品，其外觀質量難以得到保證，而且還會出現銀紋等缺陷從而導致質量不高。單純的發泡工藝很難控制發泡的范圍，因此外觀表面由于發泡帶來一道道放射性流痕等缺陷[8]。將反壓工藝與微發泡工藝相結合，通過在模具型腔中的反壓力，來對產品表面的發泡度進行控制，從而獲得了表面質量較好、內部泡孔致密、制件強度高的產品，適合于對外觀有一般要求的皮紋或光面的微發泡產品。采用發泡法和反壓法相結合，既可以解決單種發泡法容易出現的質量問題，又可以保持發泡法本身的優勢。在減少車輛的質量的前提下，可以減少車輛的能源消耗，從而有效地控制車輛的總成本。

2.3低壓注塑成型工藝

低壓注塑成型工藝，是在注塑過程中通過注入極少的低壓，將PVC表面或編織表面與內部框架材料進行復合，并迅速固化從而得到產品，到低壓注射成形的加工流程?？蛇x用軟材質的壓射制品，例如普通的可以使用針織物或聚氯乙烯織物。相對于傳統的涂布工藝而言，它的優勢在于：將外層材料與塑料基體復合注射成型，具有較高的粘接強度，使用壽命長；由于外皮和底材在注射時不需要上膠，因此在制品成形和得到的制品更綠色；與包覆法相比，對內襯框架的結構設計約束較少，對曲面造型的自由度更大，外形特征更清晰、更硬朗；該產品具有低注塑壓力、高生產率、低廢品率；分?，F及熔接痕可得到良好的覆蓋；所得產品觸感、外觀、表面紋理均優良。鑒于低壓注射成型技術的特殊性，結合當前汽車行業中大量使用纖維布包裹立柱飾板，提高外觀和舒適性，提高內部感覺品質，故目前在轎車內護板、立柱飾板、遮陽板等要求表面處理的產品中，應用范圍更廣。因此，在采用低壓注射成型工藝的柱裝飾板材的結構不僅要符合成形工藝要求，而且要避免產生廢料，從而提高生產效率；也要確保裝飾面板的構件結構與車體連接時不能采用螺絲；主要是利用塑料件或金屬件直接安裝在汽車的板件上；安裝的點位排列一定是按照一定比例的，可以確保在路上測試和使用中不發出異響，沒有脫落出現等；外觀上不得有瑕疵，圓角的連接角不但要準確，還要合適；在強度上不能存在弱點；裝卸和裝配不得有任何干擾；安裝方便，安裝后不會發生變形。最終可以達到提升終端產品的性能，節約成本的作用

2.4模內層壓成形新工藝

隨著汽車質量的不斷提高，汽車內飾零件的使用越來越多，尤其是對其材質和成型工藝的需求越來越大，汽車內部零件的市場競爭也越來越激烈。為加強或改變汽車內部產品的外觀，改善其柔軟觸覺和質感，一般要求在硬質塑膠產品的外表上加上一層薄層，例如PVC人造革、織物、聚氨酯合成革、織物、真皮、毯層等。這對改善汽車，特別是轎車的室內設計，改善乘坐舒適度，改善汽車的品質，已經被越來越多的中高級車所接受。根據技術的發展，采用模內層壓成型技術是一種行之有效的方法，它首先在模腔中插入一層材料，在模具合模的時候，將疊層材料逐漸拉深，緊密地貼合到模腔內，接著在疊層材料的內側進行注塑成型，在填充期間，塑料熔體與疊層材料相接觸并結合，在冷卻之后，疊層材料與成型的塑料襯底的外表面結合，從而制造出了用疊層材料作表面裝飾的模內層壓制品。模內層壓成形工藝與傳統的先成形塑料基材、再粘結外覆蓋層的工藝相比，具有如下的顯著優點，其一模內層壓法一次成形，只需要一組模具，省去了傳統的多道工序，同時需要兩個模具，故此可以大幅度提升產出比率，節約生產的物品成本。其二模內層壓成型是一種環境友好的方法，將疊層材料與模腔內的膠粘合成型時無需加入任何粘合劑，可以有效地降低生產和使用中的危險氣體，綜合這些優勢可以使得在汽車內飾制作中被廣泛使用。

3結語

隨著科技進步，許多新的材料以及加工工藝方式應運而生，汽車內飾制造方面存在著諸多的可能，如今新型材料大多朝向環保、綠色方向發展，在汽車內飾應用方面至關重要。新型加工工藝也因為減少人力，或節省許多工序，提升生產效率被人們所使用。總而言之，設計師應在汽車內飾材料中應用新材料與新工藝以獲得提升效率、節約成本，并且創造更好的使用價值。

參考文獻：

[1]劉惠銘.具有可色控熒光的纖維素基輕質材料的制備及性質研究[D].廣州:華南理工大學,2019.

[2]袁泉.汽車內飾用微發泡植物纖維復合材料性能研究[D].武漢:武漢理工大學,2020.
[3]張哲.全水性生態環保超纖合成革技術研究與展望[J].新材料產業,2017(2):54-56.

[4]高磊,牛家嶸,金欣,等.超細纖維合成革柔軟改性的研究進展[J].皮革科學與工程,2022,32（04）:54-59.

[5]唐春紅.短玄武巖纖維增強聚丙烯復合材料性能研究[D].長沙:湖南大學,2020.

[6]王博.新環保塑料材料用于新能源汽車內飾的分析[J].時代汽車,2022(12):120-121.

[7]劉繼濤.快速熱循環注塑成型過程數值模擬方法研究[D].濟南:山東大學,2011.

[8]管中學,劉肖飛.汽車車門內飾板產品微發泡+氣體反壓工藝介紹[J].內燃機與配件,2016,227(11):20-21.

作者:胡舒怡 張春明 單位:常州大學美術與設計學院