遮阳板模具与乘用车内饰件制造全解析 | 工艺 材料 模具设计

一、为什么从“遮阳板”切入谈乘用车内饰件制造?

遮阳板(Sun Visor)是乘用车驾驶舱中体积不大、动作频繁、与驾驶者交互最直接的功能性内饰件之一。它不仅承担遮挡阳光眩光、提升驾驶安全性的基础功能,还逐步集成了化妆镜、照明、气囊标签、传感器接口、文件夹卡槽等多种功能,是一个集结构、包覆、机构、电子与装饰于一体的“迷你内饰系统”。

正因为遮阳板涉及的工艺链条完整——从基体成型、五金件嵌件成型、泡沫填充、面料包覆、功能模块装配到外观与耐久检测——它可以作为一个极佳的切入点,延展到乘用车内饰件制造全流程的系统学习,包括材料、模具、工艺、质量控制、法规与轻量化趋势。

遮阳板

二、遮阳板的功能演进与产品类型

2.1 基础功能:遮挡直射与斜射阳光

  • 主遮阳(前挡风玻璃上缘)
  • 副遮阳(侧窗遮挡,可旋转)

2.2 集成功能升级

功能 描述 工艺影响
化妆镜 翻盖式或无盖镜片集成 模具中需预留装配位或嵌件区
LED照明 镜框集成灯具或触控灯带 需走线槽、卡扣设计、热管理
票据/卡槽 可插票据、卡片 包覆层开口、装配公差控制
安全警示标签 气囊警示等 丝印、热转印或贴标工序
扩展滑轨 延展遮挡范围 机构复杂度提高,磨耗验证需加强

2.3 产品结构分类

  • 硬芯 + 泡沫 + 织物包覆型(最常见)
  • 注塑整体成型 + 表面软质漆/包覆型
  • 复合材压制轻量化型(未来趋势,与车顶模块轻量化协同)

三、遮阳板材料系统解析

遮阳板由多个材料层级构成,典型结构示例:外表层(织物/针织布/PU皮)— 缓冲层(PU泡沫/PE发泡)— 基体骨架(PP/ABS/复合材)— 金属轴/转轴机构 — 附件(镜框、灯、电路)。

3.1 基体材料(结构强度核心)

材料 特点 应用备注
PP(带或不带玻纤) 轻量、成本低、易注塑 对尺寸稳定性要求适中场景
ABS 或 PC/ABS 尺寸精度好、表面质量佳 高端车型或功能复杂遮阳板
PA+GF 高强度、耐热 主要用于转轴支座、小型嵌件
SMC/BMC复合材料 高强/耐热/可金属替代 轻量化趋势下的结构革新应用

3.2 内部缓冲/填充层

  • 发泡PU(聚氨酯):柔软、填充性好、吸能。
  • EPP/PE发泡片材:成型简便,可与包覆热合。

3.3 外饰表皮材料

表皮材料 外观/触感 工艺方式 等级定位
针织布/经编布 柔软、吸音 热压包覆、粘合 主流经济型
PVC皮革 成本可控、颜色多 热熔包覆、缝合 中端车型
TPU/PU人造革 手感佳、环保等级可提高 真空贴合、缝包 中高端
超纤/环保革 触感优、低VOC 胶粘、包覆复合 高端豪华

四、遮阳板制造工艺总览

遮阳板制造通常包含多个串联或并联工艺段,取决于设计结构、材料体系与产量需求。以下为典型流程参考:

原材料准备 → 基体注塑/压制成型 → 五金轴/转轴嵌件 → 发泡填充或EPP装填 → 表皮包覆与热压整形 → 功能件装配(镜、灯、电线) → 外观检测 → 翻转耐久验证 → 包装出厂

4.1 基体成型(注塑或模压成型)

  • 单片注塑 + 对合超声波焊接
  • 左右壳对夹注塑 + 中空填充
  • 模压成型(SMC/BMC骨架)适合耐热或刚度要求更高的车型

4.2 嵌件成型(Insert Molding)

金属支杆、转轴连接件预放入模腔,注塑时包胶,实现结构与机构一体化,减少装配工序,提高配合精度。

4.3 发泡/填充工艺

  • 低压发泡PU灌注:保证填充完整性与表面平整度
  • 预成型泡沫片材热压复合:用于薄型、轻量化遮阳板

4.4 包覆与热压整形

  • 热熔胶 + 真空吸附 + 热压刀边切口
  • 皮革包缝 + 手工折边(小批量高端件)
  • 高频热压成型(适用于PVC/PU薄皮)

4.5 功能件集成

  • 化妆镜卡扣式装配或超声焊接
  • LED灯引线嵌入槽,端子与车身线束对接接口
  • 弹簧翻盖机构预装配

五、遮阳板模具设计要点(重点)

遮阳板模具是确保尺寸、外观、嵌件精度及包覆质量的基础环节。以下从结构、工艺、耐久与维护角度系统分析。

5.1 模具结构规划

  1. 型腔分型线:需兼顾包覆后不可见区域;避免在视觉区域留明显分型披锋。
  2. 嵌件定位:金属杆、转轴、镜框区域需添加精密定位销或磁吸定位块。
  3. 抽芯机构:遮阳板带滑动功能或凹陷区时需侧向抽芯;复杂零件可用液压斜顶。
  4. 壁厚均匀性:降低收缩不均与翘曲;建议主结构壁厚 2.5–3.5 mm(视材料定)。

5.2 浇注系统(浇口/流道)

模具类型 浇口形式 适用场景
边缘扇形浇口 薄壁、大覆盖面件 减少熔接痕
热流道点浇 多点充模 提升充模平衡
潜伏式浇口 美观要求高部件 减少浇口痕印

5.3 排气与缩痕控制

  • 分型面排气槽深度典型 0.02–0.05 mm(视材料与模压压力)
  • 镜框区域避免缩陷;必要时加强筋+工艺补缩点

5.4 模具钢材建议

模腔部位 推荐钢 特点
通用腔体 P20 / 718 加工性好、成本适中
高光外观区 2738 / NAK80 可高抛光、纹理清晰
高磨损抽芯 H13 / S136 硬度高、耐腐蚀

5.5 表面纹理与皮纹模拟

遮阳板包覆前后可能局部裸露基体,或模具用于生产面饰件替代件。可在型腔蚀纹(Grain)以模拟皮革纹理,增强视觉一致性;注意纹深与脱模角匹配。

5.6 可更换嵌块与平台化设计

  • 多车系共用一副主模架,换嵌块实现不同镜框尺寸/延展滑轨结构。
  • 标准化浇口、冷却系统,减少换模调试时间。

5.7 模流分析(Moldflow/Simpoe)导入点

  • 熔接线位置预测(化妆镜开口周边)
  • 翘曲仿真(长条形件、非对称壁厚)
  • 包胶嵌件热传导影响

六、遮阳板与乘用车内饰件制造的工艺共性

从遮阳板延伸到更大范围的乘用车内饰件(如仪表板、门板、立柱饰板、顶棚、中央扶手、后备箱内衬),可总结出以下跨产品工艺共性:

工艺环节 遮阳板 仪表板 门板 顶棚 共性要点
基体成型 注塑/模压 发泡基体+表皮 注塑+包覆 玻纤基材压制 材料+模具精度决定尺寸
表皮包覆 布/皮革 发泡皮/包覆皮 皮革/织物 纤维毡+织物 包覆粘接性、热稳定性
嵌件集成 金属杆 气囊模块 扶手骨架 导线/传感 嵌件定位、热变形控制
表面纹理 可裸露 大面积可见 大面积可见 局部 模具纹理 & 包覆材料匹配

七、乘用车内饰件制造主流工艺技术合集

7.1 注塑成型(Injection Molding)

  • 适用:立柱饰板、饰盖、小模块件、遮阳板骨架
  • 关键参数:熔体温度、注射速度、保压时间、冷却回路
  • 常见缺陷:缩水、翘曲、熔接痕、顶白

7.2 发泡注塑 / 轻量化发泡(MuCell、物理发泡)

用于减重、降低内应力、控制形变;适配大型仪表板骨架或厚壁内饰件。

7.3 热压成型(模压模塑)

  • 材料:SMC、GMT、天然纤维增强片材
  • 适合结构件 + 内饰二合一轻量化解决方案

7.4 真空成型 / 热成型(Thermoforming)

  • 表皮片材预热后吸附于模具表面
  • 常用于顶棚基材与软饰面覆盖

7.5 包覆(Wrapping / Lamination)

  • 胶粘包覆、火焰复合、PUR热熔胶复合
  • 自动化滚压线可实现高一致性装饰质量

7.6 超声波 / 热熔 / 激光焊接

内饰件对合、局部强化、卡扣替代螺钉装配的低成本方式。

八、内饰件模具设计的高级考虑因素

8.1 尺寸链与装配公差

遮阳板转轴到顶棚安装孔的装配偏差会直接影响旋转灵活性与异响;类似地,门板与仪表板、中央通道需要装配叠加公差控制。

8.2 热膨胀补偿

不同材料(塑料、泡沫、织物、金属)热膨胀系数差异大,模具需预补偿尺寸缩率;车内极端工况可在 -30°C ~ 85°C 之间循环。

8.3 表面等级分区

视觉A级面、触感B级面、隐藏C级面分区设计,优化模具成本。

8.4 快速换模与柔性制造

平台化模架 + 可换型腔模块,使一个生产单元可覆盖多车系、改款或不同配置(如遮阳板带灯/不带灯版本)。

九、质量控制与测试项目清单

遮阳板与乘用车内饰件必须通过多维度验证,以下列出常见测试项目(可扩展为企业检验SOP模板)。

9.1 外观与尺寸

  • 三坐标(CMM)尺寸检测
  • 表皮褶皱、气泡、刮痕检验

9.2 功能与耐久

  • 遮阳板翻折寿命循环(≥ 10,000次,视OEM标准)
  • 滑动/旋转扭矩保持力
  • 卡扣装拆力

9.3 环境试验

试验 条件示例 判定
热循环 -30°C ↔ 85°C 循环 无裂纹、变形可控
UV老化 SAE J1885 或 OEM自定 褪色等级合格
盐雾 ASTM B117 金属部件防腐
高湿 95%RH 剥离、脱胶检查

9.4 安全与法规相关

  • FMVSS 201(内饰件头部冲击性能,遮阳板区域相关)
  • FMVSS 302(材料燃烧特性)
  • ECE R21(内饰突起、半径要求)
  • RoHS、REACH、VOC、气味等级

十、乘用车内饰件制造中的数字化与智能化

10.1 数字化研发

  • CAD 3D主模型 + 参数化尺寸派生
  • CAE仿真:热变形、刚度、碰撞、振动
  • Moldflow 模流分析:浇口位置、充模平衡、翘曲预测

10.2 智能制造工厂场景

环节 智能化手段 效果
注塑车间 工艺参数闭环控制 降低批次间差异
包覆线体 视觉识别缺陷 实时剔除不良品
装配工站 扭矩感应电子拧紧 数据追溯
MES系统 批次追踪/工序溯源 质量可追溯

十一、轻量化与可持续发展趋势

汽车产业“双碳”与节能法规推动内饰件持续减重与环保化,遮阳板也不例外。

11.1 材料轻量化

  • 发泡芯材替代实心塑料
  • 生物基或循环再生PP/PE基体
  • 天然纤维增强复合片(麻纤维、竹纤维)

11.2 工艺减材

  • 局部增强 + 拓扑优化骨架
  • 空腔化、蜂窝芯结构

11.3 环保与VOC

  • 低气味胶粘剂
  • 水性涂层与热压复合替代溶剂胶
  • 内饰件 IMDS 数据上报与法规合规

十二、遮阳板项目开发流程(OEM/一级供应商协同示例)

以下为可复用的项目管理甘特式阶段划分(适配APQP框架)。

阶段 内容 交付物 风险点
RFQ技术评审 功能、尺寸、法规 技术澄清表 未识别法规差异
概念设计 包络、转轴机构 CAD概念图 结构干涉
模流/DFM 成型分析、模具拆件 DFM报告 缩痕/翘曲风险
模具设计 分型、冷却、嵌件 模具2D/3D图 抽芯复杂度
T0试模 首件 外观尺寸数据 毛边、短射
T1/T2优化 工艺调试 改善报告 翘曲、披锋
PPAP/量产 批量验证 PPAP文件包 过程能力不足

十三、遮阳板模具与乘用车内饰件的协同平台化策略

主机厂与大型内饰Tier-1正在推动部件平台化 + 外观差异化发展模式:

  • 相同模架,不同面料颜色 & LOGO
  • 相同结构,不同电气配置(带灯/不带灯、带传感器)
  • 多区域法规版型共模(左驾/右驾、北美/EU标签差异)

这一策略降低模具投资与供应链复杂性,提升全球同步开发效率。

十四、遮阳板 & 内饰件成本控制要点

成本模块 影响因子 降本建议
模具 型腔数、钢材、纹理 共模设计、标准件化、模块化嵌块
材料 树脂、泡沫、表皮 替代材料、回收再利用、厚度优化
工艺 循环时间 热管理优化、自动化取件
装配 人工、返工率 Poka-Yoke治具、自动化焊接/包覆

十五、FAQ:遮阳板与乘用车内饰件常见问题解答

Q1:遮阳板发泡不均导致外形鼓包怎么办?
A:检查模具闭合压力、灌注量、发泡剂温度;必要时增加排气孔或泡沫导流槽。

Q2:遮阳板旋转松旷异响?
A:转轴材料配对、公差堆栈、润滑脂选型、耐磨衬套改善。

Q3:包覆边缘翘起?
A:降低回弹材料张力、改进胶粘剂固化温度、增加折边夹具。

Q4:内饰件VOC超标?
A:更换低VOC辅料,延长烘烤挥发周期,材料供应商切换环保配方。