當(dāng)今，樹(shù)脂材料在汽車制造業(yè)中應(yīng)用及其廣泛，無(wú)論是在汽車的設(shè)計(jì)試制階段還是在批量生產(chǎn)階段，根據(jù)材料用途大致可分為以下幾種：樣車模型制作材料（數(shù)據(jù)控制模型）；汽車覆蓋件成型樹(shù)脂模具材料 ；汽車非金屬性零件的模具材料和制造材料 ；砂型鑄造的型板和芯盒材料 ；生產(chǎn)線上的檢具和裝焊夾具 ；復(fù)合材料車身車型開(kāi)發(fā)材料高性能樹(shù)脂 ；金屬間或非金屬間粘合的結(jié)構(gòu)膠粘劑。
車型開(kāi)發(fā)材料
通常，新車外型的開(kāi)發(fā)過(guò)程包括：
□ 造型設(shè)計(jì)、建立數(shù)模；
□ 做比例模型、展示模型，來(lái)檢驗(yàn)造型效果的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)；
□ 制造臨時(shí)模具（樹(shù)脂模具、中低熔點(diǎn)合金模具），用于小批量試制；
□ 制造永久模具（鋼模）進(jìn)行批量生產(chǎn)。
在日本豐田系的開(kāi)發(fā)部還沿用油泥來(lái)做造型設(shè)計(jì)，然后反求出數(shù)模。但無(wú)論哪種設(shè)計(jì)方法，最后都要用樹(shù)脂材料做出展示模型及主模型。目前幾乎所有的汽車廠商和著名的汽車設(shè)計(jì)公司都是用由原瑞士汽巴（Ciba）公司開(kāi)發(fā)的模型糊和可加工樹(shù)脂板（代木）這兩種材料，即RenShape系列，它的密度從0.2～1.1的材料都可以用來(lái)制作多種設(shè)計(jì)、展示模型、主模型及打胎模。
用模型糊制作車模的方法之一是先用苯乙烯泡沫塑料制作一個(gè)略小于實(shí)際尺寸的整體模型做基體骨架，然后在其上均勻覆蓋上適當(dāng)厚度的模型糊，使其大于車的尺寸，待模型糊完全固化后，即可用數(shù)控銑床來(lái)加工。數(shù)控加工完成后，在經(jīng)過(guò)刮膩?zhàn)印⒋蚰?、噴漆等后續(xù)工序，最后完成汽車模型的制作。
用可加工樹(shù)脂板制作模型更為簡(jiǎn)單，即將板材切割成所需尺寸粘接成毛坯后數(shù)控加工即可。使用RenShape模具樹(shù)脂的模型材料有如下特點(diǎn)：
□ 模型材料具有極好的機(jī)械加工性能，加工速度快，且加工過(guò)程中粉塵極少；
□ 尺寸穩(wěn)定，不易變形，邊緣強(qiáng)度好，加工表面光滑細(xì)膩，能制作極度精確的模型表面，質(zhì)感好，無(wú)紋理，任何方向性能一致，經(jīng)噴漆烤漆后效果更佳；
□ 加工時(shí)無(wú)需昂貴刀具，普通刀具即可，且刀具損壞率極低，節(jié)約刀具成本；
□ 加工完畢的模型存放條件不苛刻，且不受化學(xué)品侵蝕，可長(zhǎng)期保存；
□ 板糊相間，豐富的產(chǎn)品系列，為不同類型的模型制作提供了多種選擇；
□ 易于粘接，易于噴漆，易于改型及修補(bǔ)。
其中最后一點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)和制作非常實(shí)用，因?yàn)樵谲囆偷脑O(shè)計(jì)過(guò)程中，修改是極為普遍的，模型糊修補(bǔ)后和原先已固化的材料之間的粘接性非常好，修補(bǔ)部分不會(huì)脫落，在機(jī)械加工過(guò)程中，新老材料也不會(huì)出現(xiàn)加工差異。
以上這些優(yōu)點(diǎn)，都是鋁、木材、油泥等材料無(wú)法比擬的。數(shù)控加工的普及和如UG、Pro-E等三維設(shè)計(jì)軟件的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)這些材料的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。
塑料產(chǎn)品的快速制造
隨著塑料在工業(yè)中日益廣泛的應(yīng)用，尤其是汽車、通訊、電子、家電等領(lǐng)域，塑料制品的制造已成為工業(yè)制造的重要組成部分。傳統(tǒng)上產(chǎn)品由金屬注塑模具加工，但金屬注塑模具制造周期長(zhǎng)、成本高。在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)未定型階段，投入大量資金和時(shí)間難度很大，試制的成本和周期制約了新產(chǎn)品快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求。
快速成形技術(shù)（RP）的出現(xiàn)給塑料快速加工帶來(lái)希望。對(duì)于注射用金屬模具的快速制作，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究，基本上都采用了RP技術(shù)并結(jié)合精密鑄造、電鑄、金屬粉末燒結(jié)以及研磨等技術(shù)。例如德國(guó)EOS公司的EOSINT M系統(tǒng)就是利用直接金屬激光燒結(jié)工藝（DMLS）生產(chǎn)金屬模具，用于生產(chǎn)有系列特征的注塑塑料原型制件。另外，陶瓷型精密鑄造法、金屬噴涂法等均可實(shí)現(xiàn)快速制作注射模具。
但各種金屬快速注塑模具制作方法都不同程度地受各種因素、條件的限制，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中還難以廣泛應(yīng)用。
塑料制品的快速制造一般采用三種工藝：
1、真空注型工藝
以RP原型為基礎(chǔ)，配備真空注型機(jī)和制作硅膠模具，以PU為原料，在真空環(huán)境配料、攪拌、灌注、成型。
該工藝易操作，復(fù)制效果好，但該工藝制件速度緩慢，特別是制件大小受真空室大小的限制。目前一般用于小尺寸薄壁零件的單件至十幾件數(shù)量的制作。
2、常溫低壓灌注工藝
亦稱PIM技術(shù)（Parts In Minutes），利用原型翻制樹(shù)脂簡(jiǎn)易模具(包括軟模、硬模及抽芯活塊)并考慮澆冒口的位置和流道， 將模具夾緊達(dá)到合適的合模力。在常溫狀態(tài)下，通過(guò)雙組分低壓灌注設(shè)備，將PU原料低壓灌注，產(chǎn)品放熱固化成形。
該工藝的制件材料系列化（共有10種物理性能非常接近于橡膠、PE、HDPE、PP、ABS的材料）；1min固化，10min脫模；產(chǎn)品精確度高，可著色、印刷、噴涂，收縮率比ABS??；由于操作于常溫狀態(tài)，可制作大尺寸的塑料件，適于少量生產(chǎn)。
3、機(jī)用金塑注塑模
亦稱高溫樹(shù)脂型腔模工藝，使用耐高溫樹(shù)脂，利用原型來(lái)翻制樹(shù)脂型腔模， 將樹(shù)脂型腔模鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)的金屬模架內(nèi)，再安裝在普通注塑機(jī)上，使用常規(guī)工程塑料(如ABS、PP)射出成形。 該工藝制模周期大大縮短，制模成本明顯降低，適用于壽命在幾千件范圍之內(nèi)的中小件型腔。
以上三種工藝中前兩種工藝我公司從1998年就已在國(guó)內(nèi)推廣，并在很多車型上得已應(yīng)用，例如華晨集團(tuán)在意大利研發(fā)的“中華”新車型是我國(guó)第一輛具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的車型。由于該車轉(zhuǎn)向管柱的上下護(hù)罩、手套箱的托架、鎖上和骨架共5組塑料件設(shè)計(jì)多次改動(dòng)，在距2000年12月16日的新車剪彩儀式還有不到2周時(shí)間時(shí)，這5組塑料件僅有意大利發(fā)來(lái)的CAD三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，而整車的其他部件均已完成。如果按傳統(tǒng)工藝制作這5組塑料件，新車剪彩儀式按期舉行已無(wú)可能，事關(guān)重大。一汽金杯的M1產(chǎn)品設(shè)計(jì)處在全國(guó)范圍內(nèi)招標(biāo)，最后交由我公司制作，并在新車剪彩的前幾天滿意地拿到10輛車裝配用的這5組塑料制品。中央臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目如期播出了“新中華”剪彩的盛大儀式。這5套塑料件模具費(fèi)合同金額為人民幣45000元，而同樣的金屬注射模模具費(fèi)高達(dá)76萬(wàn)元，加工周期最快也要3個(gè)多月。這是一個(gè)由客戶提供CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在一周時(shí)間里生產(chǎn)出塑料制品的快速經(jīng)濟(jì)制作的典型案例?，F(xiàn)在，第三種工藝我公司也已完成研發(fā)，進(jìn)入實(shí)用階段。
檢具、夾具、胎具
一個(gè)整車有上百件的鈑金件，它們都有相對(duì)應(yīng)的檢具，其他像風(fēng)檔玻璃、車燈等也都需要專用檢具。制造這些檢具需要大量的加工工時(shí)。若使用金屬材料，則周期長(zhǎng)、成本高。近年來(lái)，全球汽車廠商也基本上使用可加工樹(shù)脂板和模型糊（國(guó)內(nèi)企業(yè)中除上海通用使用BM5166外，其他企業(yè)大多數(shù)使用RenShape 460）制造檢具以及總成件組裝的總成裝配檢具。
在工業(yè)生產(chǎn)中也要使用大量夾具，用樹(shù)脂材料制作夾具更是有著其它材料和工藝無(wú)法比擬的優(yōu)越性。有些夾具用液體的樹(shù)脂材料制造非常方便，只需將工件放在平臺(tái)上，準(zhǔn)備好圍框及需要的預(yù)埋件，澆鑄樹(shù)脂，待其固化取出原型工件，夾具就制作完成。因?yàn)闃?shù)脂與工件之間理論間隙是零，因而定位精度非常高。這種方法大量用在塑料件超聲波/磨擦焊接的定位夾具中。
在焊裝生產(chǎn)線上有很多種類的裝焊夾具，制作方法除了上面提到的數(shù)控加工板材（或模型糊），澆鑄樹(shù)脂還可用玻璃纖維和樹(shù)脂制造一些薄殼類的焊接樣板，這樣不但制作方便經(jīng)濟(jì)，而且使用輕便。還有一些特殊情況只有樹(shù)脂材料才能做到，例如一些夾具及流水線的工裝板、托盤(pán)等需要表面是要求硬度在Shore A35-A90的彈性體（俗稱“軟工裝”）；當(dāng)在車門(mén)內(nèi)飾板裝門(mén)把手時(shí)需要一個(gè)胎具，因?yàn)榘咽趾蛢?nèi)飾板都是塑件易磨損，所以胎具不能是硬的。原來(lái)的方法是在胎具上鋪了一層氈子，但這樣既不牢靠也易掉毛，而表面用彈性體樹(shù)脂，下面用硬樹(shù)脂來(lái)制作成整體胎具，既保證了胎具強(qiáng)度又擁有了軟表面。
復(fù)合材料車身
為了適應(yīng)汽車節(jié)能的要求，很多廠商都在想方設(shè)法地降低車身重量。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，原來(lái)用于賽車的復(fù)合材料（如聚氧樹(shù)脂加碳纖維）逐漸應(yīng)用于轎車覆蓋件和很多其他零件上，因而形成了如下用于制造復(fù)合材料車身的環(huán)氧樹(shù)脂系統(tǒng)：手糊基層工藝的樹(shù)脂系統(tǒng)、樹(shù)脂真空滲透工藝的樹(shù)脂系統(tǒng)（VERTM）、模壓成型的樹(shù)脂系統(tǒng)（SMC）、復(fù)合材料部件間粘接的結(jié)構(gòu)膠粘劑和三明治板材粘接的膠粘劑。
通過(guò)以上介紹，我們可以看出，樹(shù)脂材料豐富的產(chǎn)品體系覆蓋了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、造型、試制、裝配、維修、配件等各個(gè)階段的模型、工裝及產(chǎn)品的材料需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員及工藝制造人員提供了最大的自由度，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低了開(kāi)發(fā)生產(chǎn)成本，現(xiàn)已被眾多領(lǐng)域內(nèi)的客戶認(rèn)可。
（轉(zhuǎn)載）
