随着目前车载显示屏应用的增多,如何避免产品同质化,保证产品的高级感与科技感则成为了车厂重点关注所在。作为车载显示屏的防护盖板,其本身的质地、外观效果则构成了消费者的第一重体验,因此,其选材与其加工工艺也是工程师们在前期开发中需要注意的重点之一。


材料决定后续的加工工艺。目前,车载显示盖板的材质分为玻璃与塑胶两种。而细分下来又可以分为玻璃/防爆膜+玻璃,PC、PMMA板材、复合板等多种材质。其中,PMMA、复合板类型的板材具备优异的光学性能,良好的韧性,是目前车载显示盖板的热门材料之一,在日系车中应用较多。这里,我们就来简单讨论下板材类盖板的选材与加工。


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍


车载显示盖板的板材类别


大家都知道,在车载领域的首要条件,便是满足车规级。而关于车规级盖板材料的选择,首先要注意材料的韧性与耐温性:


  • 韧性对应头碰测试,目的在于保护车内乘员在遭遇事故时不会受到因盖板碎裂而导致的二次伤害;
  • 耐温性对应车内复杂严苛的温度环境,由于汽车可能在严寒、或是酷热的夏天停在室外,因此材料的耐温范围要广。比如说起码-40~85℃。


目前应用于车载显示盖板的板材类主要是PMMA导光板与PC+PMMA的复合板。



PMMA板材


PMMA(亚克力)是一种光学性能优异的材料,透光率仅次于玻璃,但缺点是耐温性能一般。PMMA板材分为挤压板与浇铸板。就板材耐候性、耐温性而言,浇铸板性能更好。比如说日东树脂生产的PMMA板可以实现超100℃的高耐温。

车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍


这种板材的优势除了光学性能好(AR处理后可达95%透过率)外,还具备良好的红外光透过性,适用于现在集成DMS红外摄像头的仪表的盖板。此外,相对于PC材料还有硬度高的优势。

车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍



PC/PMMA板材


PC/PMMA板材是一种将光学级PC与PMMA材料共挤出来的板材。其外层为PMMA材料,相对更高的硬度可以保障其耐刮擦等防护性能;内层为PC材料,韧性更好的PC可以增强板材整体的抗冲击性。


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍

龙华薄膜的PC/PMMA板材


PC/PMMA的复合板目前在手机背盖上已有着成熟的应用,而在车载盖板的应用上也比较适合。目前这种材料的供应商主要有国外的住友、三菱、科思创、SABIC…国内的龙华光电薄膜、达孚新材料、道明光学等。


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍
图源:阿特斯


空气高压成型


板材类的成型过程相对简单,基本上是通过高压成型或者热弯工艺实现,其整个加工过程如下:


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍
图片来源阿特斯在第一届车载显示盖板及光学贴合高峰论坛上的演讲


其中,3D热弯是现在比较流行的曲面盖板的成型方式,2D成型不需要此制程。关于板材的3D热弯,由于要保障产品的光学表面,因此目前主要是采用空气高压成型。


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍

图片来源通达在第一届车载显示盖板及光学贴合高峰论坛上的演讲


这种成型方式需要采用空气高压成型机,这种设备也是PC盖板IML注塑中膜片成型使用的设备。比如说东莞瑞蒙、新桥联复合材料科技、鑫台明、科盛等。


表面处理


不管是PC/PMMA复合板,还是PMMA浇铸板,在显示盖板上应用时,其本身的性能肯定不能满足产品的使用需求。因此其表面必须进行一系列的处理才能达到车载上的使用要求。这些表面处理包括AG防眩光、AR增透、AF防指纹的常规处理,以及HC加硬处理。


车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍
常见复合板盖板组成


这些处理中,AG与AR很多板材厂会有相应预处理的牌号。AF跟HC一般是成型厂家或专门的后处理厂家加工。


小结


关于PMMA与复合板在车载显示上的应用,小编进行了一个简单的总结:

表:PC注塑、复合板、浇铸法PMMA板材性能对比

对比性能



浇铸法PMMA板


PC/PMMA复合板


光学PC注塑


透光率


★★★★★


★★★★


★★★


抗冲击性能


★★★


★★★★


★★★★★


表面硬度


加硬可4H以上


加硬可4H以上


加硬后2H


耐温性


-40~+110℃


★★★★


-45~+135℃


彩虹纹


/


/


通过注压工艺消减


3D成型设备


空气高压机


空气高压机


电动注塑机、空气高压机等


装配结构




注塑成型

备注:

1.★数量越多代表性能越高,但只是一个抽象表达
2. 注压工艺为注塑压缩工艺简写,可以在一定程度上消减彩虹纹产生


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原文始发于微信公众号(智能汽车俱乐部):车载显示板材类塑胶盖板3D成型加工介绍

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