汽车内外饰设计手册：强度复合材料

汽车内饰刚强度材料一般为复合材料，通常以高分子材料为基体，通过不同生产工艺（热压成型、挤出成型、注射成型等）把两种或两种以上的不同材料复合在一起而形成一种具有一定形状、结构和强度的新型材料。这种材料常常应用于汽车内饰中对声学性能、硬度、强度性能有一定要求的结构件或半结构部件。

常见的刚强度材料主要由高分子基体和增强材料组成，如图4-33所示。

表4-20 几类主要隔音弹性体片材性能特点

图4-33 刚强度材料组成成分

1.刚强度复合材料种类

目前在汽车上应用比较常见的刚强度材料主要有单层复合板材和多层复合板材两类。其中单层复合板材主要有麻纤维板、竹纤维板、PP玻纤板、PP木粉板；多层复合板材主要有PP蜂窝板、PP玻纤纸蜂窝板、PU玻纤纸蜂窝板。

（1）木纤维板 木纤维板由一定比例的木纤维和合成纤维通过特定粘合剂热压而成，主要成分是80%的木纤维、20%的合成纤维和胶黏剂。纤维毡的克重可以做到面密度在800g/m²到2800g/m²之间。木纤维板的生产工艺如图4-34所示。

图4-34 木纤维板生产工艺

木纤维板材料强度高、轻量化、成本低，并带有天然树木的气味，在欧洲已经被广泛应用10多年，成为欧系车的标准配置。具体应用包括奔驰、宝马、奥迪、大众等很多车型的门板、门嵌饰板、座椅靠背、仪表板，如图4-35所示。

图4-35 木纤维板在汽车内饰上应用

（2）纤维基复合板 麻纤维板由PP纤维和洋麻纤维、PE膜组成。生产过程简述如下：将麻纤维和PP纤维机械混合，通过针刺设备调节PP纤维和洋麻纤维比例和厚度，制成洋麻毡。洋麻毡通过加热复合PE膜后加工成洋麻板，再进行切割，如图4-36所示。

图4-36 麻纤维板生产工艺

麻纤维板采用热粘接工艺，具有重量轻（850～1600g/m²）吸音性好、隔热、耐冲击、高延展性、可回收利用等优良的物理性能，目前主要应用于制作汽车顶篷内衬等。

（3）PP木粉板 PP木粉板由50%PP和50%木粉混合，经过一次热压成型制得。该材料优点是利用木屑，成本低廉，可制成中空类衣帽架，刚性较好，不足之处是尺寸热稳定性差、不防潮、韧性差。其生产工艺如图4-37、图4-38所示。

（4）PP玻纤板 PP玻纤板简写为PP/GF板，是将PP纤维和玻璃纤维按一定比例混合，通过针刺，热压成型制备的板材。其生产工艺如图4-39所示。

PP玻纤板面密度为400～1800g/m²，其具有良好的吸音性能，优异的力学性能，成本较低，工艺简单，膨胀率较传统热压材料大，可制成变截面产品，尺寸稳定性高等优点。常应用于对硬度、强度性能有一定要求的结构部件，如搁物板、顶篷内衬等。

图4-37 PP木粉板生产工艺简图

1—原料储罐 2—计量秤 3—混合机 4—加料机 5—挤出机 6—压光机 7—牵引机 8—切割机 9—堆放机

图4-38 PP木粉板制品生产工艺流程

图4-39 PP玻纤板生产工艺

（5）PP蜂窝板 PP蜂窝板又叫美瞳板，是由一层或两层PP面板，通过挤出热复合在一层PP蜂窝状芯材两面而形成的新型结构材料。其生产工艺、材料结构如图4-40及图4_-41所示。由于PP蜂窝板材料属于中空叠成结构材料，大面积加热容易导致其受热不均造成不良缺陷，所以工艺要求产品可热压封边、热到弱化翻折、缝纫封边。

PP蜂窝板具有优异的综合性能，如质量轻，隔音、隔热性能优越，抗压、抗冲击力强，较强的耐水、耐蚀性等。目前主要应用于后门装饰板、行李箱门板、顶篷、行李箱盖板、座椅后背板等。

（6）PU玻纤纸蜂窝板 PU玻纤纸蜂窝板是一种利用纸芯做支撑，上下两面用玻纤毡做增强材料，采用聚氨酯喷涂材料做粘接，基于热压工艺制造的三明治夹芯复合材料。其结构和生产工艺如图4-42、图4-43所示。(www.xing528.com)

图4-40 PP蜂窝板结构

图4-41 PP蜂窝板生产工艺

图4-42 PU玻纤纸蜂窝板结构

图4-43 PU玻纤纸蜂窝板生产工艺

（7）PP玻纤纸蜂窝板 PP玻纤纸蜂窝板是一种利用纸芯做支撑，上下两面用PP玻纤板做面层材料，采用热复合工艺制造的三明治夹芯复合材料。其生产工艺如图4-44所示。

（8）玻璃纤维增强PP蜂窝板 玻璃纤维增强PP蜂窝板是由外层玻纤增强PP和中间层PP蜂窝组成的，其材料结构如图4-45所示。该材料的优点主要有重量轻、承载性能好、防水防潮、可以回收、低气味、低VOC。但由于这种材料技术还不太成熟，国内只有少数几家企业能生产这种材料，价格也比较高，限制了其广泛应用，目前在备胎盖板上的应用才刚起步。

图4-44 PP玻纤纸蜂窝板生产工艺

图4-45 玻璃纤维增强PP蜂窝板

2.刚强度复合材料在汽车上应用

刚强度材料主要应用于汽车内饰中对声学性能、硬度、强度性能有一定要求的结构件或半结构部件中，如搁物板、顶篷、门内饰板、行李箱地毯、行李箱隔板、天窗等部位。几种材料的性能对比详见表4-21。

表4-21 几种材料的性能对比

（续）

常用声学性能测试方法：

吸音性能：

方法1：混响室吸音系数测试法。

方法2：驻波管测试法。

方法3：双传声器驻波管法。

隔音性能：

方法1：混响室-混响室测试法。

方法2：混响室-消声室测试法。

方法3：驻波管测试法。

常用声学性能测试设备Alpha Cabin、Kundt＇s tube/驻波管、混响室-消声室。