追踪业界动态，定题科技调研 13 Soliant和Mayco Plastics都将它们的薄膜应用定位在车内。Soliant正在开展的项目包括车内仪表前盖和仪表板装饰环，产品具有金属光色，可遮住内部颜色。
Senoplast公司的Hoellebauer说：Senotop薄膜在利用ABS后注射制成的挡泥板和门内装饰性的覆盖层上占据重要地位，制品用在2004“趣味车”上。
? 可成型膜的复合材料
德国Smart GmbH公司生产了一款2003Smart双座敞篷跑车（见首页图），它的车顶是用可成型膜来装饰的，它显示了用可成型膜进行装饰的机会正在不断增加。该车顶赢得了SPE汽车部门2004年的大奖。该车顶被称作为：“第一个无喷漆的具有A级表层的水平车身板。”它是长玻纤聚尿烷复合材料由可成型膜嵌入件在制模时完成装饰而制成的。
嵌入件是GE塑料公司生产的共挤出膜。顶层是一种大约0.25mm厚，透明，有光泽的被称为Lexan SLX的聚合物。这种聚碳共聚物在链上有UV阻隔体，它可以保护下一层嵌段结构的Lexan聚碳材料，这一层大约0.75mm厚，这一层的下面是一个PC/ASA合金材料的连接层，使膜与尿烷基料相溶。将热成形膜放置在LFI（长纤维注射）机器中的水平下半模中，LFI机器由Krauss-Maffei AG公司提供。尿烷自动混合头将连续的玻纤粗纱斩断，并与硬PUR泡沫助剂一起被喷到成形膜的背面。然后模具合上，基料硬化后与膜层粘结在一起。生产出的制件重量不到喷漆钢质车顶的一半。GE说它的颜色和光泽度可保持10年。
TP复合材料也是较好的进行模具内膜装饰的材料。根据报道，Solectria Corp的Diaphorm 部门正在将一种新的“软模塑”工艺商业化，这种工艺适用于长纤维或连续纤维TP板或编织物，纤维板被一种可充气的气囊在模具上被加热和压制。Diaphorm正在用此实验生产从体育用品到船上座位这样的产品。
? 德马格IMD新型注塑机
目前，轿车A、B、C、D门柱和门柱板、门侧-插袋、座椅部件的最常用塑料结构基材为PP，增强型PP、ABS、ABS/PC等材料。被植入的表面装饰材料一般为化纤绒布、PVC软片、TPO软片+RUR发泡合成片材等。为了达到完美的表观产品质量，针对不同的产品尺寸、形状及被植入的材料，模内装饰（In-Mould Decoration）成形的生产工艺及相配套的模具设计有很大差异。
总部设在德国纽仑堡的德马格於2003年初特别推出了一款适用於生产轿车A、B、C、D门柱等部件的宽模板型带模内装饰（植入化纤绒布或植入人造皮革）功能的250吨、350吨及450吨模块化设计的新型注塑机。在该款注塑机内专门配置了两种德马格在上世纪80年代开发的专用于模内植绒布/植PVC软片生产的特殊功能：热流道分段注射工艺(Cascade Control)及分段合模低压注射工艺(Stamping Control)。
? 模内植绒分段注射工艺
该工艺的实现要依靠注塑机在整个注塑过程中对模具的多个自锁式液压控制热流道喷嘴进行精确的开启和关闭控制，使喷嘴按顺序逐个开启和关闭并将溶
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追踪业界动态，定题科技调研 14 料射入模腔。采用此种工艺，可以使从主流道射入的熔料通过逐个开启的热流道喷嘴在绒布内表面由上往下按顺序逐段铺展，以完全消除成形产品绒布的起皱纹和熔接痕的缺陷。在生产过程中，对模腔内压的控制相当重要。一般控制在100-600巴的范围内，保压压力需控制在0-200巴的范围内；
? 模内装饰分段合模低压注射工艺
该工艺主要改变了原来在极高的注射压力下熔料从浇口射入模腔后对PVC等装饰软片局部所形成的浇口热压痕。与普通的成形工艺所不同的是该成形工艺采用：在动半模与定半模之间还有0.2-2毫米的间隙时停止合模（可以从0.1-30mm进行控制），然后熔料开始射入模腔，此时锁模之高压还未建立，而模腔内压力一般只有10-100巴（普通注射压力在1500-2500巴），此时射入的全部溶料只充满部分模腔。当设定量的全部熔料刚注入模腔，设备马上开始第二次合模并建立锁模高压。事实上，射入模腔的熔料在第二次合模的压力下涨满整个模腔。由于射入模腔的熔料压力极低，故完全消除了装饰材料过热浇口压痕的缺陷。根据产品形状及被植材料的不同，分段合模低压注射可采用多级二次合模，同步二次合模，预合模二次合模等不同的工艺。
以上所述的是两种完全不同的模内装饰成形工艺，与其相配套的模具设计也完全不同，也不可能将该两种完全不同的功能合并设计在同一个模具。究竟采用那一种工艺需要根据产品的形状尺寸及采用的装饰材料的性能不同来分析和确定。通常情况下，化纤绒布在高温溶料的注射过程中能承受高达600巴的模腔内压，如果在生产过程中主要要克服的是化纤绒布的起皱纹和熔接痕。毫无疑问地需采用热流道分段注射工艺(Cascade Control)来进行狭长型的化纤绒布A、B、C门柱的生产。但有些非狭长型PVC软片、TPO软片+PUR发泡合成片材模内装饰成形产品如座椅部件、后备箱内保护罩部件、车内门板等可采用分段合模低压注射工艺(Stamping Control)。同时，有些装饰材料如丝绒等只能承受100巴以下的模腔内压，也可考虑用分段合模低压注射工艺。
德马格的该款机型（见下图）全部采用超灵敏的伺服阀，电脑总线数字传输的超声波位移传感器(精度达±0.01毫米) 控制。目前，大众、奔驰、通用等在全世界各地的多款高档车型中均有用德马格模内装饰成形技术生产的内装饰件。
德马格IMD新型注塑机
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追踪业界动态，定题科技调研 15 ? IMD加工与机器人技术
? 模型制造商的观点
加拿大的Build-A-Mold公司已经制造了一些用于汽车IMD的工具。研发部主任Horst Schmidt说，该公司已经创造了用于长度达72in外部部件的IMD工具，这些外部部件包括前后保险杠、尾灯板和车身侧壁板等。但是，这种创造是很不容易的。模塑商要求的用于这些IMD部件的块材很大，而且这些块材的表面必须十分光滑。
“腔体和型芯通常由不锈钢切割而成，但是这些IMD外部部件的尺寸超过了不锈钢的典型最大块材尺寸（36×36×36in），”Schmidt说。传统铸造能够通过厚度为30in的不锈钢块材减小粒径。“一般不生产更大的不锈钢块材，因为金属内部的颗粒结构影响表面多孔性。多孔的表面使得抛光变的比较困难，” Schmidt说。为了获得A级或近镜片的表面质量，Build-A-Mold已经借助于硬化P20工具钢用于IMD工作。
IMD膜片供应商GE公司警告说，在模制薄壁部件时必须说明片材厚度。工艺开发工程师Luca Saggese说：“必须确信工具的设计是用于IMD的。如果不是，你就可能损失部件厚度的30%。”
注射机供应商美国Battenfeld已经出售了几台用于干涂覆膜片的机器。工艺设计经理Juergen Ehritt警告说有几个问题需要处理：“如果使用多切口，会在薄膜表面产生一条焊接线，并且还有排气问题。”他建议在部件边缘排气。Ehritt指出，IMD要求仔细控制填充顺序和流道结构。“如果期望注射压力，你必须观察切口位置或者减少流道长度。”使用多阀门切口可能是一些应用的一个解决方法。
? 使自动装置处于正确位置
对于底特律地区的汽车模塑商和IMD片材供应商Mayco Plastics公司来说，在用于生产IMD部件的制造装置中布置自动装置是首先考虑的问题。Mayco公司总裁Tim Hoefer说：“根据用途的复杂程度，我们将使用4轴或5轴或6轴机器人。”他考虑6轴伺服机器人，他们的移动范围大，对于发挥装置最大的灵活性是有价值的。
Mayco公司的IMD设备包括一台使用本公司挤出膜片的热成型机，一台3000tMilacron压床对部件作底饰。在给Dodge Neon车型生产前后保险杠时，Mayco公司使用一个装有Fanuc Robotics公司的两台6轴机器人的吊式钢架横梁。第一台机器人把膜片放置在模腔内侧，而第二台机器人取出制成部件并把它放在一台焊缝清理机上，安装在地面的另一台6轴机器人则取走修整好的部件。Mayco公司最大限度地减少了人对工艺的参与，而如果使用喷漆工艺，则需要30人。
Mayco已经开发了用于机器人手柄末端工具的专利技术（EOAT）。“当然会比较复杂，”Heofer说：“但是这种复杂性可以提供膜片输送和膜片定位的的一致咬合。在机器人和模具之间我们有接口保证工艺的可重复性。EOAT不会把对中不合适的膜片放在模具中。放置的精确度允许有一些偏差，但是容许的范围不大。”
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追踪业界动态，定题科技调研 16 Mayco对IMD的操作在由环境控制的洁净间型设备中进行，以防止灰尘对膜片的污染。“洁净间的干净程度不象医药或电子洁净间那样干净，但是这种干净程度在汽车部件的热成型商或注射模塑商中通常很难见到。”Hoefer评价说。
美国Fanuc Robotics公司的塑料制品工业经理Joseph Portelli解释了为什么6轴、连接臂、伺服机器人适用于IMD应用：“6轴的自由程度提供了确定膜片位置必须的全清晰度。这一点是很重要的，因为如果位置或定向有偏差，膜片中会出现褶皱，这些褶皱可能会使膜片的衬底材料发生蠕变。”
当然，传统的横向机器人也在用于IMD，在这种情况下使用全伺服机器人比使用气动伺服混合机器人要好，因为伺服定位更精确、可重复性更大并且运动可以更容易地调节。
? 仔细处理
处理IMD膜片必须非常小心。Fanuc公司的Portelli指出一些模塑商在机器人的EOAT内用缩醛指或含氟聚合物指处理膜片而不损伤表面。吸盘是另一种常见的解决方法。Portelli建议，缓慢转动吸盘，并且使用调节器来监测真空抽吸。
定位膜片并使之保持在模型中在IMD中也是一个重要的意图。Build-A-Mold公司已经发现在预成型膜片上加一个静电荷能帮助预成型物准确地定位在工具中。“膜片上使用静电荷允许你不使用机械组件比如定位销或真空孔在模具中对膜片定位，而机械组件容易损坏膜片，”Schmidt说。
GE公司的Saggese同意在静电荷（2秒为10,000-20,000V）基础上转动能够帮助膜片在模具中的精确定位。他还说，另一种能把膜片牢牢地固定在模具中的方法是，当模具关闭时使用与膜片连接的弹簧销子。还有一种技术是用膜片完全覆盖模具，部件上不留任何痕迹。
? 对技术的其他建议
加工商经常提到嵌入膜片的正确尺寸是一个很重要的因素，而这个因素很容易被忽略。“要保证膜片尺寸比最终的部件尺寸小一点，”Build-A-Mold公司的Schmidt建议道，“膜片衬底时，它会因热膨胀而延伸。必须首先计算片材在加热到工具温度时如何膨胀，然后再计算注入底材时它怎样膨胀。”
同样，不能忽视表层和衬底材料的收缩差。如果表层材料和底材的一致性选择恰当，收缩率将是相似的并且出模粘着力也无法妥善处理。
Ehritt还警告说：“衬底要求一些专业技术。如果底材注射过快，膜片可能产生褶皱。”
六轴机器人能够做很多膜片和部件的传递工作，比如Franuc Robotics公司的准确度很高的钢架横梁及机器人。
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