【资料分享】IMG产品设计研究

IMG产品设计研究目录一、IMG成型原理及工艺介绍二、IMG模具开发过程介绍三、IMG-L及IMG-S产品设计要求四、IMG表皮纹理正向开发流程五、重点问题总结六、应用车型介绍一、IMG成型原理介绍及工艺参数介绍1.IMG阴模真空成型技术，即模内压纹（InnerMoldGrain）技术,简称IMG。是一种使用刻有皮纹图案的阴模，将不带皮纹的膜料，在模内成型出具有内饰件形状且带皮纹的表皮，或者在成型出带皮纹的表皮后在机器的同一工位将该表皮真空吸附在基材上，从而生产出所需的产品的一种工艺。1.IMG成型原理介绍2.工艺介绍2.1IMG（只做真空成型）：1）表皮先经过上下加热板共同加热，待加热到一定温度（玻璃化温度以上，熔融温度以下），在转台的带动下移至成型工位；2）上模从最高位置向成型位置运动，下模从等待位置向成型位置运动，上下台面在成型位置进行合模。合模作用一方面是对加热后的表皮进行预成型，使表皮符合模腔形貌；另一方面是为后续的抽真空作用营造密闭环境。此后，模具的凹模通过抽真空，在大气压力的作用下使模具上的花纹转印到表皮之上，通过成型压力作用，对成型的表皮起到保压定型的作用，成型完成之后在开模的过程中对产品进行定型冷却，最后再完成取件工作，并重复以上步骤。2.2IMG-S（先真空成型，再做发泡成型）：1）与IMG（只做真空成型）工艺一样；2）进行缝纫线缝纫，或省略该步骤；（根据设计需求决定）3）在发泡前，要进行前处理，对安装孔位进行封堵或容易遗料的地方进行封堵，最后在发泡模具中进行发泡成型。2.3IMG-L（表皮成型+真空吸附）：在成型出带皮纹的表皮后，在设备的同一工位将该表皮真空吸附在基材上，从而生产出所需的产品。3.1表皮加热温度单独的TPO表皮（0.4mm厚），需要加热到170-190℃；带PPFOAM的TPO表皮需要加热到190-210℃。3.2表皮尺寸表皮坯料尺寸=模具尺寸+10mm*2+30mm*2；10mm：模具边沿着压框夹子的距离；30mm：夹子夹住的表皮宽度；材料收缩率：0.4-0.5%。3.3骨架加热温度骨架加热温度100℃左右。3.4模具温度模具温度对产品花纹的质量、表皮的收缩率等有密切的关系，IMG工艺中，模具温度一般设置在65-80℃。3.5真空度抽真空是靠一个大负压罐完成，负压罐在待机工作时，将负压抽到-0.099MP，然后在抽真空时打开阀门，将模具内腔抽成真空，要求模具内腔负压大于-0.085MP。3.6模内间隙在IMG-L复合工艺中，模内间隙非常关键，骨架在下模预装后合模，骨架与模具有非常细小的间隙，如果这个间隙过小，会造成表皮拉破，如果间隙过大则会造成成型褶皱。这个间隙在模具供应商开发时已经确定，所以塑料骨架的尺寸就至关重要了。3.重要工艺参数介绍二、IMG模具开发过程介绍代木模3D数据代木模包裹带纹理状态的PVC表皮硅胶模翻砂加工环氧树脂模翻砂硅胶模翻砂环氧树脂模翻砂环氧树脂模镀镍镀镍分离IMG镍壳模具产品：IMG成型的TPO表皮如果不考虑开发两套以上的IMG模具，仅开发一套IMG模具，这两个模具可以省略。如果考虑开发两套以上的IMG模具，这套模具就必须保留在KTX公司，作为备用模具，随时复制。一般保留4-5年，相当于一个车型的生命周期。需要主机厂造型人员现场确认纹理复制效果。造型必须提前输入带纹理的PVC表皮，用于代木模的包裹。PVC表皮尺寸要求：0.9-1.5米宽，20米长需要主机厂造型人员现场确认纹理包裹效果。需要主机厂工程人员或一级供应商人员现场确认代木模状态。IMG模具整个加工周期22-24周(从OTT签署—T0试模)仪表板3D数模建立可加工树脂模型加工表面粘贴皮纹表皮翻制硅胶模具取出可加工树脂模型和表皮翻制树脂模型取出树脂模型树脂模型放入电铸槽中电铸向树脂模型表面喷涂导电液取出树脂模型在表面安插细针再次将树脂模型放槽中电铸IMG模具加工过程示意图三、IMG-L及IMG-S产品设计要求IMG-L设计要求1.拉伸比：1.3-1.4，最大不超过1:2,（跟表皮性能相关）；2.合模方向上，尽量避免倒扣结构；3.可视面上面必须避免倒扣结构；4.A面最小脱模角度7°；5.产品各结构的深落差不超过50mm；6.A面上的外圆角半径≥R2.0，内圆角半径≥R2.5，三角面圆角半径≥表皮厚度；1.IMG-L（真空成型+复合）：TPO表皮（0.4-0.7mm）+PPFOAM（1.0-3.5mm）+注塑骨架，表皮成型后，复合在基材上，后续不需要对表皮再进行加工。IMG-S设计要求1.拉伸比：1.3-1.4，最大不超过1:2,（跟表皮性能相关）；2.A面锐角或尖角≥60°；3.倒扣面＜5mm，过大会造成表皮过薄、拉破、花纹缺失等缺陷；；4.A面上的外圆角半径≥R1.5，内圆角半径≥R1.5.5，三角面圆角半径≥3；2.IMG-S（仅真空成型表皮）：TPO表皮(0.8-1.4mm)，表皮成型后，还需要后续加工，如发泡、缝纫等。4.类似此处结构，仪表板翻边深度需要10-15mm翻边深度要求3.类似下图结构，仪表板此处A面宽度需大于10mm宽翻边度要求IMG优点：1.没有皮纹拉深变形和损失（与传统阳模真空成型相比）2.设变投入成本较搪塑成型低3.可一次成型不同图案的皮纹4.产品的质量重复稳定性好5.可以成型较小圆弧部位（与传统阳模真空成型相比）IMG缺点：1.产品设计时，产品形状有一定限制，对拉伸很大的产品及较深的倒扣产品结构，IMG有很大局限性2.产品要求的圆角需要＞1mm以上3.模具成本和制造周期较长（与传统阳模真空成型相比）4.模具寿命一般40万模，低于传统阳模真空成型5.与搪塑模具一样，一旦模具损坏（皮纹损伤），模具修复困难四、IMG表皮纹理正向开发流程—贝内克根据你（CTF设计师）的感觉进行设计通过我们公司独立研发的纹理处理和激光雕刻技术，能使我们实现客户想要的显微镜级的精细的皮纹颗粒和高分辨率的表面效果。对于新的表面纹理样式，开发时间已经缩短到几周时间。情绪板：是指经由对使用对象与产品认知的色彩、影像、数字资产或其他材料的收集，可以引起某些情绪反应，作为设计方向与形式的参考。设计师运用它来检视色彩、样式，并据以说服其他人之所以如此设计的理由。五、重点问题总结1.激光弱化导致IMGL带PPFOAM背泡PAB盖板区域出现塌陷问题在与产品供应商埃驰交流过程中，埃驰提出采用IMGL工艺，背泡为PPFOAM，且采用激光弱化工艺，会导致PAB盖板两三年后出现塌陷现象。在与表皮供应商德国贝内克交流过程中，他们反馈他们的带PPFOAM的TPO已经克服这一缺陷，并在福特福睿斯新车型上应用。经过实车查看福睿斯，在IMGL成型后，几乎看不到弱化痕迹，但在焊接气囊框后能看到有微弱的弱化痕迹。2.IMG模具皮纹深度与造型创意的皮纹深度一致性问题在与表皮供应商德国贝内克交流过程中，按照正向皮纹开发流程，待客户确认试样产品的纹理深度和样式满足需求后，他们会在德国总部保留原始的皮纹加工滚轮，该滚轮可以用于复制树脂纹理加工凹模，待复制的模具使用到一定加工长度后，必须强制重新复制新模具。在IMG模具开发前期，表皮供应商会和模具供应商共同讨论及验证，确定纹理损失率，根据失真率，会在纹理开发之初，预先补充失真率。3.IMG模具吸附孔保养问题在与日本KTX交流过程中，该公司展示了具有KTX独立知识产品的IMG模具，该模具吸附孔日常保养，仅需用毛巾蘸酒精即可保证吸附孔不被堵塞，简单方便。4.关于验证模（原型模）问题目前所有的IMG的模具都是需要开prototype模具进行验证（可以叫原型模也可以叫验证模）其作用如下：1）验证产品设计（比如圆角，某些造型面的拉伸）；2）验证模具设计（比如产品在模具内的摆放角度，四周的工艺边）；3）验证产品(比如皮纹的外观，产品综合外观，复合后表皮的厚度及与环境件的配合)；4）正式模具没有造好前做小批量做样件满足交样；5）Prototype模具可以用树脂，FET和KTX也说可以用快速电铸做。5.IMG模具供应商1)钢模：美国FRIMO2)镍壳模：德国Gavlefoam，FET，日本KTX钢模的微孔是激光打的孔，根据型面最大可能在法向;镍壳模具据说是铸造时的内部微孔，类似于透气钢的结构;6.IMG验证模费用及周期一般来说FET、KTX验证模具需要4个月制造周期，费用在1500KRMB-2000KRMB左右。7.PAB区域不能布置假缝纫线或真缝纫线由于真假缝纫线对表皮性能有影响（低温性能不可预估），通常建议在PAB区域不要布置缝纫线。8.IMG成型后造型特征线会弱化许多由于IMG成型过程中对表皮进行拉伸后再复合到骨架上，如果有造型特征线，会在拉伸成型后弱化造型线。造型特征线被弱化8.IMG-L和IMG-SPAB区域的工艺IMG-L通常采用振动摩擦焊接工艺；IMG-S通常采用卡接装配结构；IMG-S:卡接装配工艺IMG-L:振动摩擦焊接工艺五、应用车型介绍英朗飞度昂克拉荣威950