摘要：随着低碳经济和绿色节能环保经济的发展，整车的轻量化设计成为各大车企关注的热点课题，其中门饰板作为内饰的重要系统，其轻量化设计也得到越来越多的关注和研究。文章通过从材料定义、工艺选择、结构设计等方面对门饰板轻量化方案进行了浅析，并通过列举量产车型案例验证和说明了轻量化方案的应用及其成效，为门饰板的轻量化设计方案提供了一定的方向。

关键词：门饰板；轻量化设计；材料定义；工艺选择；结构设计

前言

如今，汽车成为了人们生活不可或缺的部分，传统汽车重量大，燃油效率低，不利于节能和环保。随着消费者对节能环保意识的提升，汽车轻量化设计成为各大车企关注和研究的重点。作为内饰主要的零件之一，门饰板在汽车内饰中不仅起到装饰美观的作用，更为乘客提供了舒适可靠的操作性和碰撞保护性，其轻量化设计意义尤为重要。目前，国内门饰板主体材料为改性聚丙烯（PP）材料，运用较早的门饰板轻量化方案就是通过PP 材料改性，研制特殊配方的低密度PP 材料代替传统的PP材料；同时，有部分车企通过适当降低产品壁厚，例如门饰板地图袋壁厚来实现门饰板整体轻量化。随着环保及轻量化意识的增强，利用木屑和纤维热压的木纤维或天然麻纤维被广泛应用等。随着新技术、新工艺的不断进步，门饰板轻量化方案选择空间也随之变多，门饰板为整车轻量化的贡献值也会提升。

1.材料定义

1.1麻纤维材料

采用天然麻纤维添加辅材，通过热压和模内注塑一次成型门饰板，具有质量轻，韧性强及环保等优势。麻纤维注塑门饰板材料选用麻纤维+PP，采用模压或模压注塑混合成型（见图1）。主要优点为NVH 性能好、安全、舒适、环保。但是麻纤维材料成本高，且麻纤维成型后表面必须增加包覆PVC表皮，导致产品成本较普通PP 材料上升170-200%。

1.2低密度材料

利用低滑石粉含量的PP 材料代替传统的PP+EPDM-TD20 材料，通过特殊的PP 配方体系，可以达到与PP+EPDM-TD20 一致的收缩率和材料性能。材料选用为PP+EPDM-TD05/TD07，可以减重10%（见图2）。优点为产品结构无需更改，模具与传统PP 一样，无风险。不足之处在于产品刚性下降10%，但一般能够满足门饰板各工况条件下的变形要求。成本方面，产品原材料成本上升5%，降重后产品成本与传统材料可以保持持平。

2.工艺选择

2.1微发泡工艺

门饰板微发泡工艺包括物理发泡和化学发泡。相比其他减重方案，微发泡减重效果最为明显，筋壁厚比可达1:1，不易发生翘曲缩痕，产品尺寸稳定性好。

物理发泡为将氮气或者二氧化碳，与熔融状态的塑料均匀混合后，注入模具成型的过程，其减重约8-12%。物理发泡过程需额外投入发泡设备，且产品不能作为外观件。化学发泡是以化学发泡剂为气源，得到产品内部呈气孔结构、表面呈韧结皮状的塑料制件，其减重约20-30%，但是产品模具成本高。物理发泡和化学发泡工艺门饰板的对比见表1。

2.2薄壁化注塑

薄壁化是指通过结构设计、工艺以及薄壁材料的配合，减薄壁厚并保持部件刚性和韧性，达到减重的目的。以门饰板为例：通常壁厚小于2.2mm时称为薄壁注塑门饰板（见图3）。目前日系追求节能低油耗，因此薄壁技术应用广泛，而欧系以低密度材料为主要趋势。门饰板薄壁设计要求壁厚过渡均匀，合理的翻边和卡扣设计；模具浇口、冷却系统和排气系统需综合考虑，减少成型缺陷。薄壁化产品降重效果一般在12-15%，其不足在于产品刚性降低、浇口数量需求多，结构、模具设计要求高。

3.结构设计

3.1减少零件数量

在设计阶段，不影响造型效果的前提下，通过合理的工艺或者结构方案实现门饰板零部件的减少，从而简化结构，降低重量。

1）双色一体化饰条设计：目前门饰板系统饰条设计是各大主机厂提升门饰板系统品质感的重要零部件，通过设计双色甚至多色饰条成为主流趋势，双色饰条可以实现不同的纹理效果或者不同的工艺。图4 所示为将两个饰条设计为一体，中间设计0.7mm的分色槽，区分不同色彩和纹理特征。双色饰条一体化设计减少了产品配合搭接，降低重量且提高装配质量。

2）一体化软质嵌入中饰板设计:一体化软质嵌入式中饰板无单独的中饰板骨架，与本体一体注塑成型，然后通过热压将剪裁好的面料或者表皮复合在喷胶的中饰板本体上。一体化软质嵌入中饰板设计减少了中饰板的模具投入，简化中饰板和下饰板的配合搭接结构，降低重量。一体化软质嵌入中饰板设计断面形式可以参考图5，通过在本体上下预留入口尺寸为9.0*3.8mm 的凹槽，将料厚度为3.5mm 的带发泡层面料在压力作用下复合进凹槽，实现中饰板嵌入式软质处理。

3.2优化门饰板部件配合结构

1）减少双层零件搭接面积，如图6 所示，对门饰板产品配合搭接重叠区域进行挖空，去除不必要的材料进行门饰板减重。

2）门饰板紧固多采用卡接和焊接结构，减少螺接。以现有一量产车型门饰板为例（图7），一个门饰板采用了23 个螺钉，如全部用焊接代替，四门能降重0.2kg 左右。同时焊接和卡接还能简化工序，提高生产节拍。

4. 结论

通过从材料定义、工艺选择、结构设计等方面对门饰板轻量化方案进行了浅析，并通过列举量产车型案例验证和说明了轻量化方案的应用及其成效，为门饰板的轻量化设计方案提供了一定的方向，并可以广泛应用于汽车内饰领域。

来源：期刊-设计研究

作者：何凤亿，朱合瑞，王旭初，高姗姗

单位：北京汽车股份有限公司汽车研究院