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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

较高

适中

适中

治具成本

极高

较高

适中

较高

适应产品结构性

适中

一般

较高

较高

焊接强度

较高

较高

一般

一般

焊接外观

极好

较好

一般

极好

焊接深度

0.5mm

1mm

1mm

2mm

2mm

焊接应力

较大

较大

设备能耗

较低

较高

较高

产能节拍

一般

一般




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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