摘要
随着汽车行业的迅猛发展,汽车内饰氛围灯的搭载成为了智能座舱的标准配置,其中备受用户喜爱的面式氛围灯种类繁多,应接不暇,但透光部分的具体种类及技术方案没有系统性梳理和总结｡基于此,详细梳理了目前主要的汽车内饰面式氛围灯种类及工艺流程｡结果表明:面式氛围灯按照触感可分为软质与硬质两大类,软质类又可细分为局部透光型透光表皮包覆､全部透光型透光表皮包覆及打孔表皮+透光基布包覆等3类;硬质类可细分为正面激光镭雕､背面激光镭雕､透光膜片IML及模压水晶玻璃等4类｡
关键词：智能座舱；面式氛围灯；技术方案；工艺流程
作者：贠涛，于来水，程发良，姚佩，高晓萍，陈婧 岚图汽车科技有限公司，湖北 武汉
近年来,新能源汽车作为“智能化､电动化､共享化､网联化”新四化的最佳载体,迎来了发展热潮｡与此同时,随着消费群体的日趋年轻化,消费者对购车的需求也由最初的代步工具上升为舒适的智能移动空间｡汽车内饰作为用户体验最直接的对象,成为主机厂匠心打造的重点[1]｡然而,汽车内饰的体验是多维度的,包括造型､材质､功能､色彩､灯光､舒适性､智能化等｡作为汽车内饰体验举足轻重的重要部分,氛围灯的应用改变了过去单调沉闷的座舱环境,增加了行车的体验与乐趣,深受用户的喜爱,也成为各大主机厂必不可少的配置[2-3](见图1)｡
众所周知,目前内饰氛围灯有常见的3种形式:点式氛围灯､线式氛围灯和面式氛围灯;前两种形式只能实现简单的颜色变化,无法显示具体图像,功能较单一[4];与之相比,面式氛围灯具有功能多样性､科技性强､观赏性高､设计自由度高､轻量化､安全性高等优点,能显著提升整车内饰效果及档次,提高驾车乘车体验,更受用户的青睐,被广泛运用于中控台､车门､仪表板及顶棚等领域[5-7]｡
目前上市车型中配备的面式氛围灯样式层出不穷,眼花缭乱,但透光部分的具体种类､技术方案及各种形式间的特点和应用范围没有系统性梳理和总结｡基于此,本文详细探讨了目前面式氛围灯的功能模型､种类､工艺流程､应用范围及优缺点等,为后续相关产品的开发和研究提供了有力参考｡
面式氛围灯的种类及功能模型
种类
汽车内饰面式氛围灯按照触感可分为软质与硬质两大类｡其中,软质类又可细分为局部透光型(局透型)透光表皮包覆､全部透光型(全透型)透光表皮包覆及打孔表皮+透光基布包覆等3类;硬质类可细分为正面激光镭雕､背面激光镭雕､透光膜片IML及模压水晶玻璃等4类｡
功能模型
面式氛围灯的功能模型如图2所示,LED发光模组与透光件固定于内饰载体,用户通过车载信息娱乐终端总成控制LED发光模组按照既定逻辑定义发光,光源通过透光件再反馈用户,实现装饰及交互功能,本文着重研究透光部分工艺种类及制造流程｡
工艺流程分析及对比
局透型透光表皮包覆
局透型透光表皮装饰件主要由3个部分组成,自A面到B面依次为局透型透光表皮､透明PC注塑骨架及LED发光模组｡如图3所示,局透型透光表皮断层自内到外主要由透光基布､透明胶水､透明支撑层､图案层､表皮及处理剂组成｡生产工艺主要包括基布上胶(图4(a))､开炼(图4(b))､转印膜(图4(c))､压延(图4(d))､表面处理(图4(e))､压花(图4(f))及烘烤(图4(g))等工序｡
如图5所示,局透型透光表皮装饰件工艺流程如下:首先,根据设计尺寸进行透光表皮裁片及透明PC骨架注塑,而后通过工装定位压合及手工包边完成裁片与透明PC骨架的包覆工序;其次,将匀光板､反光膜､PCB板､接插件及固定底座组装形成LED发光模组;最后,将带透光图案的包覆件与LED发光模组通过结构锁紧形成透光装饰件总成(见图6)｡
全透型透光表皮包覆
全透型透光表皮装饰件主要由3个部分组成,自A面到B面依次为全透型透光表皮､带镭雕图案的注塑骨架及LED发光模组｡如图7所示,全透型透光表皮相比局透型透光表皮的断层结构减少了图案层,表皮生产工艺省去了转印膜(图4(c))工序｡
如图8所示,全透型透光表皮装饰件工艺流程如下:首先,备料进行全透型透光表皮生产,根据设计尺寸进行透光表皮裁片及透明PC骨架注塑,而后进行透明PC骨架的喷漆和激光镭雕,完成裁片与带激光图案骨架的包覆工序;其次,将匀光板､反光膜､PCB板､接插件及固定底座组装形成LED发光模组;最后,将带透光图案的包覆件与LED发光模组通过结构锁紧形成全透型透光装饰件总成(见图9)｡
打孔表皮+透光基布包覆
打孔表皮+透光基布包覆透光装饰件主要由3个部分组成,自A面到B面依次为打孔+透光基布表皮､透明PC骨架及LED发光模组｡如图10所示,打孔+透光基布包覆透光装饰件工艺流程如下:首先,准备未打孔的表皮和透光的基布,表皮通过数码打孔实现设计图案后与基布完成覆合,覆合完的表皮按照设计尺寸裁片备用,而后通过工装定位压合及手工包边完成裁片与透明PC骨架的包覆工序;其次,将匀光板､反光膜､PCB板､接插件及固定底座组装形成LED发光模组;最后,将该包覆件与LED发光模组通过结构锁紧形成打孔表皮+透光基布包覆透光装饰件总成(见图11)｡
软质类面式氛围灯装饰件的创新性体现在软质包覆装饰件和智能灯光系统的集成,兼具皮革的外观､触感和透光性能,非点亮状态体现软质触感,与常规包覆件无异,点亮状态体现设计图案,还可以定制用户想要的图案或个人签名,该方案主要应用于仪表板､门板､顶棚等装饰件区域;局透型和全透型透光表皮装饰件的难点体现在表皮的透光率控制､透光区域的位置度控制及图案的清晰度控制｡影响因素较多,主要包括表皮颜色､图案印刷的定位精度､包覆工装的定位精度､表皮的拉伸变形､激光镭雕定位精度等,需要经过多轮验证调试,量产质量一致性难度高,目前该方案仅在长安CS75PLUS､哈弗H6第三代等两款车型仪表板装饰件上应用(见图6､图9)｡与之相比,影响打孔表皮+透光基布包覆透光装饰件效果的因素主要是数码打孔精度､包覆工装的定位精度､表皮的拉伸变形,量产质量一致性可控,主要应用于极氪001车型的门板､顶棚｡
正面激光镭雕
正面激光镭雕透光装饰件由喷漆镭雕面板与LED发光模组组成｡如图12所示,正面激光镭雕透光装饰件工艺流程如下:首先,进行透明PC面板注塑,而后完成面板正面底漆与面漆喷涂;其次,将喷涂完成的面板置于激光机内的胎具上,按照设计图案程序完成正面激光镭雕;最后,将激光镭雕后的产品与LED发光模组装配,形成最终的正面激光镭雕透光装饰件｡
背面激光镭雕
背面激光镭雕透光装饰件由喷漆镭雕面板与LED发光模组组成｡如图13所示,背面激光镭雕透光装饰件工艺流程如下:首先,进行透明PC面板注塑,而后完成面板背面底漆的喷涂;其次,将喷涂完成的面板置于激光机内的胎具上,按照设计图案程序完成背面激光镭雕;背面镭雕完成后再在正面喷涂半透明面漆;最后,将激光镭雕后的产品与LED发光模组装配,形成最终的背面激光镭雕透光装饰件｡
透光膜片IML
透光膜片装饰件由透光膜片注塑面板与LED发光模组组成｡如图14所示,透光膜片装饰件工艺流程如下:首先是备料,将卷状的PC薄膜裁切成设计好的尺寸,按照设计图案制做菲林网版,调至好油墨;其次,将菲林网置于PC薄膜背面进行印刷,将印刷好的薄膜置于高温烤炉里进行UV固化及背胶,即完成了片状透光膜片的制作;第三步,将成形好的片材透光膜片置于高温高压成型机热成形仿产品形状膜片,而后在剪切机中完成工艺边料的切除;第四步,将热成形后的透光膜片置于注塑模中,完成背面透明PC的注塑;最后,将透光膜片注塑面板与LED发光模组装配,形成最终的透光膜片装饰件｡
模压水晶玻璃
模压水晶玻璃透光装饰件由水晶玻璃面板与LED发光模组组成｡如图15所示,模压水晶玻璃装饰件工艺流程如下:首先,按照设计尺寸采购片材K9玻璃,将片材玻璃放入模具中高温模压制成面板粗胚料;其次,完成面板粗胚料的造型面粗磨､精磨及抛光,随后通过升温及快速降温动作完成水晶玻璃面板的物理钢化,从而增加其硬度,完成物理钢化后将水晶玻璃面板放入超声波清洗池完成清洗;最后,将模压水晶玻璃面板与LED发光模组通过粘接完成装配,形成最终的模压水晶玻璃透光装饰件(见图16)｡
硬质类面式氛围灯装饰件主要是通过光源将硬质件上的图案灯光化,该方案主要应用于仪表板､门板等装饰件区域;正面及背面激光镭雕无法实现各种纹理效果,较难保证图案边界清晰度,且镭雕工序较耗时,装饰效果差,不适用于图案轮廓明显及大片区域的透光产品;模压水晶玻璃工序繁杂,表面质量要求极高,且为了提升硬度,需进行物理钢化过程,不建议大面积使用,目前仅在宝马5､7系车型有所应用;与之相比,从装饰效果､工业化成熟度､质量一致性等维度考虑,透光膜片IML最为成熟,应用最为广泛｡
如表1所示,基于装饰效果､设计自由度､单件成本､工装设备投资､开发周期及成熟度等6个维度综合对比分析,结果表明:软质类面式氛围灯推荐打孔表皮+透光基布包覆形式,硬质类面式氛围灯推荐透光膜片IML形式｡
结语
(1)本文详细梳理了汽车内饰面式氛围灯的功能模型､种类及工艺流程,为后续相关产品的开发和研究提供了有力参考｡
(2)汽车内饰面式氛围灯按照触感可分为软质与硬质两大类,软质类又可细分为局透型透光表皮包覆､全透型透光表皮包覆及打孔表皮+透光基布包覆等3类;硬质类可细分为正面激光镭雕､背面激光镭雕､透光膜片IML及模压水晶玻璃等4类｡
(3)基于装饰效果､设计自由度､单件成本､工装设备投资､开发周期及成熟度等对比分析,软质类推荐打孔表皮+透光基布包覆形式,硬质类推荐透光膜片IML形式｡
【参考文献】
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