隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展、變截面結構的復合橡膠密封條、異型金屬骨架復合橡膠密封條、預成型滾剪鋼帶復合橡膠密封條等技術含量較高的新結構汽車橡膠密封條均已在國內研制成功。
目前,我國汽車密封條的結構設計技術經(jīng)過10多年來圖加工、測繪設計和來樣仿制的初級設計階段后,近年數(shù)家汽車密封條先進企業(yè)已成功推廣應用了 CAD/CAM/CAE技術,適應了汽車制造廠家的圖加工要求。用汽車車身鈑金件的計算機數(shù)據(jù)帶自主獨立設計密封條三維數(shù)字模型,做到了與新型號汽車的同步設計、同步開發(fā)。同時通過汽車密封條計算機三維設計、工藝裝備(尤其是接角模具)的三維設計和模具等電加工機床計算機間進行局域聯(lián)網(wǎng),大大縮短了汽車橡膠密封條的研制開發(fā)周期,也顯著提高了橡膠密封條研制開發(fā)的技術水平。
汽車密封條的一張圖片
在國外先進的汽車密封條企業(yè)中,汽車密封條設計技術已經(jīng)達到了從汽車車身鈑金設計—密封條設計—模具設計—密封條模擬生產(chǎn)—裝車效果—密封條及模具設計修改—密封條生產(chǎn),此整個循環(huán)過程全采用計算機數(shù)字模擬研制開發(fā)方法。此方法更先進、更能降低成本和縮短研制周期,所以我國密封條設計和開發(fā)技術與國際先進水平相比還有差距。據(jù)悉國內個別企業(yè)正準備嘗試開發(fā)此計算機技術。
汽車橡膠密封條主要生產(chǎn)設備是復合橡膠密封條生產(chǎn)線。此生產(chǎn)線主要由單臺或多臺冷喂料排氣式螺桿橡膠擠出機為主組成。多數(shù)橡膠密封條擠出生產(chǎn)線的加熱硫化方式為微波硫化(UHF)和熱空氣硫化(HAV)相結合,有的還采用玻璃珠沸騰床硫化(PCM)、硫化罐硫化等加熱硫化方式,鹽浴硫化(LCM)因污染環(huán)境已被淘汰。
近年,國內已引進了歐洲高溫強風、多向送風的加熱硫化橡膠密封條擠出生產(chǎn)線。此生產(chǎn)線取消了微波硫化槽。在交叉復合機頭后,設置1米長的預硫化槽。電加熱空氣溫度可達600℃,代替以前的燃氣火焰處理,對海綿橡膠表面迅速進行硫化,提高了海綿密封條的外觀質量。隨后設置3m長的熱空氣強風型硫化槽,溫度可達450℃,代替微波加熱硫化槽。然后才是高溫強風型大長度硫化槽,溫度可達320℃,每槽又分三段控溫,多向送風。為了節(jié)約能源,在硫化槽中,又有可調節(jié)開口的小硫化槽箱,加熱空氣除油霧凈化后可反復利用。此種硫化槽熱風出口處風速成可達50~60m/s,此生產(chǎn)線主要特點是能顯著提高橡膠密封條的外觀質量,但對大截面的橡膠密封條要注意防止“外焦里嫩”問題,另外對橡膠配方中的硫化體系和炭黑類型選用與采用微波方式硫化的橡膠配方結構而言,需要作重大的調整。
為了生產(chǎn)變截面結構的橡膠密封條,國內汽車橡膠密封條企業(yè)也引進歐洲的專利技術。它的原理主要是送料端和截切端,通過金屬骨架共同向微機輸入信號,由微機輸出信號控制口模處的氣缸動作,由其運動多瓣口模走向進行變截面的密封條擠出生產(chǎn)。有的也采用打色點方式,通過光電管控制變截面口模動作進行擠出生產(chǎn)。簡單的變截面也可采用機械方法或用PLC和其他自動化控制方法控制多瓣?;蚯懈畹毒叩膭幼魍瓿勺兘孛娴臄D出生產(chǎn)。但是變截面密封條擠出生產(chǎn)也有它的局限性:此類汽車橡膠密封條需要有金屬骨架或金屬線帶,方能在擠出生產(chǎn)線兩端給微機輸入信號;另外金屬骨架外包覆的橡膠厚度不能小于0.8mm,否則無法擠出成型;純橡膠變截面密封條進入硫化槽時,因無內架支撐,變截面密封條就無法定型硫化。由于上述局限性,許多變截面橡膠密封條改為采用PVC材料制作,以克服變截面結構橡膠密封擠出工藝上的不足。
在汽車橡膠密封條后加工生產(chǎn)設備上,國內有多個企業(yè)引進了國個尼龍扣釘自動裝夾機。雖然用此設備在3s內裝夾一扣釘,提高了生產(chǎn)效率,但是如果橡膠密封條截面不規(guī)范,稍有波動,扣釘裝夾機就會自動停機;如尼龍扣釘有毛刺等也會引起停機。這樣反而引起不必要的麻煩。從我國勞動力價值的現(xiàn)狀出發(fā),沒有必要急于改變手工裝來尼龍扣釘?shù)默F(xiàn)狀。
復合橡膠密封條夾持部位的不干密封膠一般均采用在線灌注。上此種方法會引起復合橡膠密封條接頭時因受熱和模具芯塊的嵌入使密封膠流淌,導致接頭處開裂,并沾污了接頭?!,F(xiàn)國內有的密封條企業(yè)已引進國外先進的線外灌注密封膠的設備,在復合橡膠密封條接頭后,在線外灌注不干密封膠,使我國密封后加工技術雙提高一步。
旋轉式靜電植絨裝置是解決汽車橡膠密封條多向植絨結構的關鍵設備,國內已有引進,滿足了高檔轎車橡膠密封條的需要。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,用于汽車橡膠密封條的新型材料越來越多。TPE材料是熱塑性彈性體的統(tǒng)稱,它主要要有苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚烯烴類(TPO、TPV)、聚氨酯類(TPU)、聚酯類(TPEE)、聚氯乙烯類(TPVC),聚酰胺類(TPAE)、氯化聚憶烯(CPE)等類型的熱塑性彈性體。用在汽車橡膠密封條的TPE材料主要是TPV(TPO)。高分子量的TPV其耐磨性好、摩擦系數(shù)小,可作為汽車玻璃導槽密封條的擠出用料更可作為汽車橡膠密封條的接角材料,作為密封條擠出材料時,其MI值要小些,而作為接角材料的TPV,其MI值要大些;而其硬度要低于被接角的EPDM橡膠10度左右。
水發(fā)泡海綿狀TPV在國外已研制成功,已在汽車橡膠密封條上得到較廣泛的應用,這是今后取代海綿橡膠制作汽車密封條的新趨向。
另外,由于TPV(TPO)著色工藝簡單方便,它已作為汽車橡膠密封條的外裝飾層材料。它可在橡膠密封條硫化后,擠出TPV薄膜高溫下包覆;也可在口模處共擠包覆。用后一種方法時,擠出線交叉機頭需有多處控溫,互不干擾的結構JTPV材料具有很好的性能,但與EPDM橡膠相比,價格昂貴,影響了其大范圍的推廣應用。
上述彩色TPV和彩色橡膠在線共擠包覆橡膠密封條的技術,國內數(shù)家汽車密封條企業(yè)已引進應用,但其工藝方法較復雜,而且彩色薄膜上滾制的花紋并不清晰。在英國已不采用此技術,而是由專業(yè)化廠或另設場所用彩色PVC擠出薄膜帶,并在平直狀態(tài)下滾制出清晰的花紋,涂上粘接劑烘干備用,而汽車密封條企業(yè)采購來此類薄膜帶,用專門裝置可連續(xù)或間斷地把其粘貼在橡膠密封條上。此彩色包筱層比彩色橡膠和TPV更有光澤,裝飾效果好,而且工藝簡單,成本很低,此法在美國等國外密封條企業(yè)中應用已較普遍。
在橡膠密封條與車身鈑金件開啟的貼合面為防止冷凍粘連,通常用有機硅涂層對橡膠密封條貼合面進行處理。聚氨酯涂層噴涂在橡膠密封條滑動表面是用來代替靜電植絨的作用,它比靜電植絨具有耐磨、阻力小、隔音效果好、不易沾污等特點。這兩項材料和工藝技術已在國內汽車橡膠密封條企業(yè)中普遍采用?,F(xiàn)國外有用液態(tài)(糊狀聚氨酯(內含PTFE)泵入口模中與橡膠密封條共擠出,擠出后一起進入微波槽加熱硫化,并在表面自然產(chǎn)生花紋狀。其厚度可達 0.15mm~0.75mm,代替靜電植絨和噴涂性聚氨酯層,使用效果更佳?,F(xiàn)國外在鋼帶復合玻璃導槽密封條上得到了較多的應用。此種材料和工藝技術國內有的汽車橡膠密封條企業(yè)正在探討嘗試。