汽車注塑零件的皮紋開發與認可

伍文超

摘 要：零件表面的皮紋是汽車零件的重要組成部分之一，是人與零件直接感觸的部分，對汽車設計的最終效果有直觀影響。本文從汽車皮紋的開發、皮紋的外觀認可等方面探討了汽車皮紋在汽車設計中的重要性，并結合實際案例分析了皮紋的開發與外觀認可的過程和方法。研究發現，在汽車設計中，皮紋的開發需要考慮多種因素，包括材料的選擇、皮紋的樣式與紋理、以及與整車外觀的協調等。此外，外觀認可也是皮紋開發過程中不可忽視的一環，需要考慮到消費者的審美趨向、文化背景等因素。

關鍵詞：皮紋加工工藝 光板件認可 脫模角度分析 尺寸驗證 外觀認可

1 緒論

汽車作為交通工具，其外觀設計直接影響消費者的購買決策。而汽車零件的皮紋是影響汽車外觀設計的一個關鍵因素。皮紋的外觀美觀、紋理清晰與整車外觀協調等因素，都對消費者的購買決策產生重要的影響。因此，零件的外觀皮紋效果成為汽車設計的重要軟實力，在汽車開發過程中受到越來越大的重視，汽車零件的皮紋開發與外觀認可的研究具有重要的現實意義。

2 皮紋的概念與功能

2.1 皮紋的概念

皮紋是生物表皮的紋路，是物體表面的特定紋路、圖案或質地，由物體表面的形態、構造、材料、紋理等因素決定。如人類、動物、植物等表面的自然紋路；隨著現代設計概念的擴展、和技術的進步，皮紋概念已不再局限于天然物品，各種新技術、新工藝、新材料等形成的表面紋理，也屬于皮紋。

在汽車領域，皮紋主要在汽車內外飾零件上使用。皮紋效果主要是以各種紋理為主，通過重復細小排列的形狀來構成的一種表面效果，塑料、皮革是其主要載體。以下是幾種皮紋樣式，如圖1、圖2所示。

2.2 皮紋的功能

在汽車領域，皮紋主要用于滿足審美的裝飾需求和提供保護的功能需求。裝飾可以改善零件表面的視覺效果，賦予汽車造型精致細膩的美感；保護需求則可以改善成型效果和觸覺效果，為零件在反復使用的過程中提供防刮擦、防污染、易清潔、增加附著和零件強度等功能保護，汽車內外飾的零件都是美感和功能的結合體。

2.3 皮紋的實現方法

汽車領域的皮紋主要通過模具進行加工，通過對模具進行腐蝕，使得模具表面形成各種類型的皮紋樣式。模具的蝕紋主要有兩種方式：物理蝕紋和化學蝕紋。物理蝕紋多采用噴淋式；化學蝕紋則是用化學藥劑進行浸泡。

內外飾的塑料件大多采用的是浸泡式的化學腐蝕方式；對于汽車儀表板、門內板等表皮包覆的零件皮紋，則采用的是搪塑、模內成型等工藝。不同皮紋的加工方法，成本、效果等都有差異，具體方式的選擇需依據車型的實際需求。 常見的汽車注塑零件皮紋主要有以下幾種，如圖3、圖4、圖5所示。

3 皮紋開發與外觀認可

零件皮紋開發前，要定義零件的外觀顏色和皮紋，并形成外觀件清單，并制作顏色和皮紋標準樣板。皮紋開發及認可的進展及結果需在外觀件清單中實時更新。皮紋外觀開發與認可主要包括光板件認可、皮紋區域制定、尺寸驗證、皮紋面的設計變更確認、皮紋制作、皮紋認可、外觀認可等組成。

3.1 光板件認可（皮紋前批準）

所有新開發的外觀件注塑模具，都需要進行零件皮紋前表面批準，并遵循以下要求：

（1）光板件必須是正式工裝生產的，且模具每個型腔的樣件都必須提交；（2）光板件應是普通黑色或深色類型的顏色；（3）光板件是未經過任何處理的模具生產的零件，且未損傷；零件表面不允許任何處理，如噴漆、修整澆口和飛邊；（4）應提供零件和其相鄰零件的裝配截圖；

皮紋前表面評估中指出的外觀問題視作不接受。零件表面質量包括但不限于以下問題：

（1） 分型線：模具分型面接觸部分的夾線，包括普通分型線和零分型線。普通分型線：不直接可視，但是存在可以看到或者接觸到的可能性的零件，分型線段差的高度需小于0.075mm。零分型線：消費者直接可視和直接接觸的零件需要實施，后續需要把所有外觀區域的模具配件裝配在一起蝕紋。零分型線段差的高度需小于0.05mm。如圖6、圖7所示。

（2）縮痕： 零件在壁厚處出現表面下凹的現象。（3）熔接線：熔融塑料在模具型腔中以多股形式匯合時，因不能完全融合產生線狀的痕跡。（4）飛邊：大多發生在模具的分合位置上，有時發生在頂桿和鑲塊。

（5）澆口?。簼部诓粦摮霈F在A面上，應盡量放在裝車位置不可見面，小零件在模具結構允許的情況下，可采用點膠或潛伏進膠的方式。

3.2 皮紋區域制定

雖然零件表面有皮紋外觀定義，但其表面是由復雜曲面構成，一種皮紋無法詳細定義所有區域的皮紋；受零件或模具結構影響，皮紋腐蝕也無法完全按照一種外觀執行。此外，由于每種皮紋的深度和最小脫模角度不一樣，模具在生產時會造成零件表面拉傷的情況。這些問題都需要在皮紋區域制定會議上討論，并明確模具曬紋細節、形成簽署文件予以記錄。會議需討論并制定以下內容：

（1）明確皮紋樣式、深度、最小脫模角度，根據紋路的深度，確定出模角度，以免成型時拉傷。一般來說，紋路深度每增加13μm，脫模角度需增加1度。如果產品結構不可微調，必須確認是否可應用紋路深度漸變方案。如表1所示。

（2）零件供應商與模具供應商一起完成零件各區域的脫模角度分析，分析報告需體現至少7個梯度的脫模角度分析；如圖8、圖9所示。

（3）外觀工程師結合脫模角度分析以及造型師、皮紋供應商的意見，給零件細節區域選擇合適的皮紋樣式，以及零件局部區域的深淺處理方式；（4）皮紋供應商根據外觀工程師的意見，在零件上繪制各個區域的皮紋樣式、皮紋深度、皮紋方向；（5）對有零分型線的地方，要進行特殊備注；對碰穿位置，需預留0.3mm至1mm的邊距；（6）對有皮紋方向的零件，需檢查周邊對手件的皮紋方向是否一致；（7）將完成的皮紋區域零件，進行多角度拍照，并形成模具蝕紋規范文件，與會各方代表應確認并簽署文件。皮紋供應商負責保留完成的實物零件，用于指導后續皮紋腐蝕的工作和核對皮紋加工完后的準確性。

3.3 尺寸驗證

在模具蝕紋前，由于未進行零件間隙尺寸驗證，零件皮紋腐蝕完成后裝車，如存在間隙尺寸問題，往往會出現暴露的零件邊緣部位與零件主體皮紋不一致的情況，從而影響造型美觀。而且零件在皮紋腐蝕完成后，很難再對模具進行調整。為避免這種情況發生，還需對零件裝配的間隙尺寸進行提前驗證，驗證通過后，才會啟動皮紋腐蝕工作。

3.4 皮紋面的設計變更確認

在允許啟動皮紋腐蝕工作前，如工程師發出影響蝕紋面的設計變更，而需對模具進行修整時，為避免模具報廢，則需暫停皮紋腐蝕的啟動工作。待確認變更對皮紋面無影響，并重新通過光板件認可、尺寸評估后，才能啟動皮紋腐蝕工作。

3.5 皮紋加工

模具進行皮紋腐蝕前，為確保腐蝕后零件呈現最好的效果，需要解決模具相關問題：（1）皮紋加工前，皮紋供應商需獲得主機廠的批準文件；（2）要蝕紋的模具，在送到皮紋供應商前一定要完全拆開；（3）蝕紋的區域拋光到600#-800#砂紙，細皮紋（15μm左右）拋光要求需達到#1000砂紙，除去火花紋、機加工痕跡等表面缺陷。 （4）模具蝕紋前的碰穿、插穿位需有準確的畫線；（5）模具廠在蝕紋前對分模線、夾線進行處理，確保分型線無明顯披風、段差，線痕達到主機廠的外觀要求；（6）模具燒焊問題：蝕紋的區域不允許有燒焊，如確實需要燒焊，模具廠需提前將燒焊區域告訴皮紋供應商，皮紋供應商將會在酸性測試后通知客戶燒焊的嚴重程度與建議的解決方案。（7）模具廠需確保同一套模具需要蝕紋的模件鋼材保持一致。（8）產品筋位處如有蝕紋要求，一般建議在模具設計時設計成滑塊或鑲件的結構。

3.6 皮紋認可

皮紋認可，是對模具腐蝕完后的試模零件進行皮紋評審。皮紋后的零件，要滿足5點評估要求：（1）每個模穴要提供兩套樣件，顏色需要是黑色或者深色顏色，樣件必須產自量產模具，且不允許修整飛邊，以確保提供真實的零件狀態來進行評價；（2）為高效解決皮紋外觀問題，供應商技術負責人或者模具負責人必須參加評審會；（3）主機廠設計部門釋放的皮紋標準板，是皮紋評估的外觀標準。皮紋樣式、方向、深度、光澤需與標準板的狀態一致或相近。（4）零件其他區域的皮紋，需與模具蝕紋規范表中的內容保持一致。（5）如果批準，一個樣品會被簽署后保留在主機廠，第二個樣品會被簽署后保留在供應商處或者他的二級供應商。

3.7 外觀認可

皮紋批準后，需進行最終的顏色和光澤認可。不同主機廠，對外觀認可的標準、顏色公差會有差異。零件獲得最終外觀批準的要求：（1）由于光澤影響顏色，在顏色評審前，必須通過光澤認可；對所有硬質材料，要求采用 60°光澤計測量，光澤度的目標值是內飾2.0，外飾3.5。對于IP和門上裝的軟質材料，光澤度的目標值是1.5。（2）顏色評審的樣件需提供對應的dL， da，db顏色數據；（3）需從色相、飽和度、明度三個維度，進行顏色評估，結果以目視為準，數據為輔，并與標準色板目視無明顯色差；（4）模具每個型腔對應的顏色都需要提供至少兩個樣件做評估；（5）零件在通過顏色光澤認可后，需要提供原材料批準的文件，才能獲得最終認可。原材料的批準，指原材料的顏色是否獲得批準，以及是否滿足材料工程對于顏色耐久性的要求。

4 整車一致性評審

已滿足單個外觀批準公差的零件，由于存在上、下偏差的影響，為確保整體外觀效果協調統一，還需對整車進行一致性評審。

對車身色的評審，采用外購件匹配車身。涂裝車身通過顏色批準后，用車身同色的外飾零件與標準車身進行匹配，以確保車身整體顏色的一致性。

對內飾外觀的評審，采用難可視件匹配易可視件，大件符合小件。對同種皮紋、顏色和光澤的零件，需校核是否與周邊對手件的皮紋深度、皮紋方向是否一致，顏色、光澤度是否一致，如某個零件與周邊零件出現明顯的偏差，則需要對該零件的外觀效果進行調整。

5 結論

汽車注塑零件的皮紋開發和外觀認可，貫穿整車外觀造型和工程開發的整個過程，在汽車的設計開發過程中發揮著重要作用，不僅能提高單個零件的設計品質，還能確保整車外觀協調統一，從而提升產品競爭力。

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