从工艺人眼光,谈汽车灯具现状及未来工艺技术
The following article is from 车灯研究院 Author 侯彬
产业的发展离不开CMF(色彩、材料、工艺)
1.1 灯具造型趋势
仅从接触的产品来分析。后尾灯(Fender)越来越多的八爪鱼式(一种俗称,其他叫法也有),这种造型个人觉得犀利又炫酷,特别适合主打年轻化的车型。
图1 领克06尾灯
CMF设计军团成立了汽车CMF(色彩、材料、工艺)行业微信交流群,目前已有众多主机厂及供应链企业加入,长按如下二维码或加群主微信18902840463,备注“汽车CMF”,加入技术交流群,与行业专家一起交流!
图2 长安UNI-K日行灯总成
图3 哪吒 前组合灯
贯穿式尾灯已成为主流,谁是采用贯穿式车灯的鼻祖已经无从考证了,但在大街上最先常见的贯穿式车灯,相比大家都会想起来林肯的各个车型。从MKZ到Continental,MKC到领航员,林肯一直保持着家族式的贯穿式尾灯设计。
图4 林肯MKZ
贯穿式前灯的技术壁垒将被打破,相信在未来3到5年内应该会有车型量产。
图5 威马概念车
图6 金业展示的前贯穿快速样件
LOGO灯,这个应该是车辆走向电器化的标志化产物,各大主机厂近两年纷纷对车标进行扁平化设计,也是为了发光LOGO和内置雷达做铺垫;目前大众和丰田已走在前列,且LOGO发光的实现方式已有多种成熟工艺,模内注塑,烫印等。
图7 ID.6 LOGO灯使用ins模内注塑实现
在40*60左右的透镜已经被各大车厂用遍了的情况下,如何再创新,给消费者新鲜感呢?薄透镜就是其中一种选择,可以带来更犀利的眼神,更紧凑的空间,让设计师发挥创造性的空间更大。
图8 BYD 汉
图9 凯迪拉克
图案多样化的内部装饰设计,图案是最容易表现设计语言的一种元素,相信在不久的将来,各家会形成自己的家族式图案。
图10/11/12
个性化的字段标识,是不是以后订车,我可以要求在灯内刻上我老婆的名字呢?
图13 奔驰
精细化线条,内部造型的细节已不再是非黑即红,多种色彩元素、线条形式更多的应用在位置灯上,别看在造型眼里这简简单单的一笔,背后要苦了模具人。
图14 揽胜极光 黑色台阶形成层次感
图15 大众ID.4尾灯 双色饰框+均光片
1.2 工艺的状况
为什么要把造型趋势现在前面呢,个人理解工程人员要为了尽百分百可能实现造型需求而为之奋斗,不断创新、开发新技术新工艺。
不也有很多车企有“精致工程”嘛,其目的也是推动产品无限接近理论设计状态,提升感官质量。
可见我们工程人员在精致工程上起着举足轻重的作用,我们要给造型,结构出谋献策,要给品质信心,要给生产制造保证。
说到这里,那么咱们就开始进入本编整体。
车灯现有工艺即路线可以用下图涵盖描述:
图16 车灯生产工艺流程
这里呢,每种注塑不做普及式讲解,仅谈行业中的一些问题以及当下如何解决,或者行业大家当下解决不了,那未来趋势是什么...
2.1 注塑
通过Moldflow软件对变形因子进行隔离(与DOE结果一直)
冷却不均:
角落效应:
分子取向:
收缩不均:
优化后结果:
按底部壁厚推荐值2.0mm设变产品,变形结果:-0.27~0.37mm,达到产品要求。
图17 灯展某车灯企业展灯起雾产生
图18 尖角区域起雾典型案例
图19 示意图
图20 内置干燥剂
(5)选用吸水率较低的材料,尤其是尽量避免使用PA材料。
参考1:各种焊接工艺的优缺点
仅从常规灯具考虑,当然特殊灯具结构可能存在差异。
类目 | 激光焊接 | 振动焊接 | 红外振动焊接 | 热板焊接 | 新型混合焊接 |
设备成本 | 极高 | 高 | 较高 | 适中 | 适中 |
治具成本 | 极高 | 高 | 较高 | 适中 | 较高 |
适应产品结构性 | 高 | 适中 | 一般 | 较高 | 较高 |
焊接强度 | 较高 | 高 | 较高 | 一般 | 一般 |
焊接外观 | 极好 | 好 | 较好 | 一般 | 极好 |
焊接深度 | 0.5mm | 1mm | 1mm | 2mm | 2mm |
焊接应力 | 小 | 大 | 大 | 较大 | 较大 |
设备能耗 | 较低 | 低 | 低 | 较高 | 较高 |
产能节拍 | 一般 | 一般 | 块 | 慢 | 慢 |
轨迹式激光焊接
同步激光焊接光纤布置方式
同步激光焊治具上模要求
激光焊接原理
图20 PMMA 8N 对不同波段激光的透过率
图21 PC+ABS MAC-601 BK102 对不同波段激光的吸收率
材料相熔性表
振动摩擦焊接过程可分为四个不同的阶段,分别是固体摩擦阶段、固液相变阶段、稳态流动阶段和冷却阶段,见图22。
图22 振动摩擦焊接的4个阶段
几乎所有的热塑性材料都可以采用振动摩擦焊接,包括结晶,无定形、填充、发泡和增强型塑料。无定形塑料如PC,比半结晶更容易焊接。该工艺不适合于非常柔软的材料如TPC。热固性塑料不能焊接,因为其分子链已经发生化学交联,无法扩散。
焊接过程中的分子链扩散和缠绕结合
步骤2:加热:铝制预热板被放置在两工件之间,温度一般在50°C-100°C,两工件的焊接处被加热熔化
步骤3:焊接:移除铝制加热板,上下工件垂直方向移动,直至两工件焊接面接触,完成焊接
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