驾驶员气囊撕裂线外观改善研究

董志清 史荣华

摘 要：为提升驾驶员气囊产品的外观质量，文章运用大量质量管理工具，从产品设计到制造过程，围绕核心影响因素解决撕裂线外观缺陷问题，重点阐述了门盖、气袋的设计理念及制造经验，总结了多种解决思路及方案，为推动主气囊产品轻量化奠定了技术基础。

关键词：安全气囊;门盖;撕裂线;气袋空间;产品外观质量

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）13-57-04

A Study on the Improvement of Driver Airbag Tear Line Appearance

Dong Zhiqing， Shi Ronghua*

（ SAIC Volkswagen Co.， Ltd.， Shanghai 201805 ）

Abstract： In order to improve the appearance quality of the driver's airbag products， this paper uses a large number of quality management tools， from product design to manufacturing process， to solve the defects of the tear line appearance around the core influencing factors， focusing on the design concept and manufacturing experience of the cover and air bag. It summarizes a variety of solutions， and lays a technical foundation for promoting the lightweight of main airbag products.

Keywords： Airbag; Door cover; Tear line; Airbag space; Product appearance quality

CLC NO.： U463  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）13-57-04

引言

隨着中国汽车制造行业的不断发展和壮大，终端客户对产品性能及外观的要求越来越高，为了在激烈的市场中获得竞争优势，主机厂和零部件供应商都需要不断地升级换代才能在严酷的市场竞争中获得优势。

MQB平台是大众集团最新的横置发动机模块化平台。该模块化平台已经逐渐取代老平台，在大众、奥迪、斯柯达和西雅特这4个品牌中得到广泛的应用，并生产从A00、A0、A到B四个级别的车型。在MQB平台上，大众对方向盘和驾驶员侧安全气囊（缩写DAB）产品提出众多新的高标准要求，如DAB与方向盘的左右匹配间隙不均匀度≤0.4mm、DAB门盖和方向盘都需采用激光皮纹工艺、小尺寸、低成本、低噪音、轻量化、结构简洁等。

本课题是基于NMS NF DAB，运用FMEA等工具，将DAB外观要求从总成分解到各个零部件，再通过PFMEA对下级零件和DAB总成各个生产制造和装配工艺环节进行控制，旨在打造出一款满足大众高标准、外观精致的DAB产品。

1 主气囊撕裂线外观现状及缺陷原因分析

1.1 现状调查

外观质量作为一种主观判断的属性，需要建立相应的标准去评价，因此需要创建零件外观标准，见图1。

对first tryout件进行评判，撕裂线外观得分仅有6-7分。

1.2 缺陷原因分析

对整个生产过程（包括下级供应链）进行流程图分析：

通过思维导图及FMEA工具，对影响DAB外观的所有因素进行细致而深入地分析，得出以下10个相关因子，根据DAB产品的特点，外观不满足要求的潜在失效原因的潜在影响因素如下：

2 对策制定及方案实施

结合要因有针对性的制定优化方案，如表1。

2.1 调整壳体压装深度

调整压装壳体与门盖工装，在压装工装上部增加限位，将下压行程调整到最小值80mm（能够满足装配到位的最低行程），减小下压过程导致的变形，门盖装配过程中的过压造成了撕裂线痕迹，在总成下线前增加反压工序，最大程度的恢复门盖最初的外观状态，外观得分由6分升级到4分。

2.2 司标区域增加避让

在司标对应区域的防尘罩上开孔，使气袋蓬松以消除应力，避免装配过程中出现司标鼓起形成撕裂线印记的现象。

通过CT扫描结果，司标区域的变形程度已经明显减缓（绿色区域均为变形量小），改善有效。

2.3 优化气袋空间、气袋折叠体积

随着大众产品平台的不断升级优化，DAB的A面造型也在不断进步。与之前的造型相比，新造型的DAB外观尺寸变小，更精致美观，但也带来了新的挑战：A面变小，气袋空间变小，但气袋本身需要一定体积，现有的气袋折叠体积太大，在装配后存在气袋顶门盖的情况，造成门盖变形，尤其是撕裂线部位印记很明显，因此不能满足外观质量要求，需优化气袋折叠方式和包型。

为了确定气袋折叠体积的目标范围，我们对气袋与折叠空间匹配进行了研究，主要包含三部分内容：1）计算气袋布料体积;2）气袋折叠空间;3）气袋与折叠空间的匹配，以下对各个内容进行展开说明：

2.3.1 计算气袋布料体积

通过AutoCAD软件测量气袋所用布料的面积，并根据表2中布料的厚度求得气袋布料体积，得出公式：

气袋布料体积=所用布料面积X布料厚度。

2.3.2 气袋折叠空间

在DAB的3D数模完成后，可以在Catia软件中测量理论的气袋折叠空间，实际的气袋折叠空间（见示意图）的计算公式：

气袋折叠空间=门盖与壳体之间的空间-发生器上半部分体积-保持环体积

2.3.3 气袋与折叠空间的匹配

为了获得气袋与折叠空间的匹配，一是需要计算气袋折叠空间与气袋布料体积的比值;二是需要根据所用布料的不同，汇总以往产品气袋折叠空间与气袋布料体积的比值;从而得出气袋与折叠空间匹配的目标范围。

实际产品存在气袋顶门盖的情况，根据理论计算，满足气袋与折叠空间匹配的目标范围。因此，可以通过优化气袋折叠包型，避免气袋顶门盖，使DAB外观质量满足要求。

2.3.4 优化防尘罩形状以及装配过程

气袋材料采用 PET布料，弹性较大，在气袋整形过程中，气袋折叠形状被临时固定住，但放置一段时间后，由于防尘罩不能很好地保持住气袋折叠包型，气袋折叠形状会鼓起来，因而门盖被顶起，影响外观效果。需要优化防尘罩形状以及装配过程。

在尝试了多种方案后，最终决定将防尘罩由之前的挂在保持环螺柱上改为挂到壳体的挂钩上。防尘罩形状优化前后对比，见图6。

2.4 调整气囊装配顺序

（1）倒置气袋折叠方式：压装设备将气袋压在一个型腔内，并用机构锁住，即气袋在受压情况下进行防尘罩包覆，在缩小防尘罩的前提下，可缩小气袋折叠包型;

（2）先打螺母再整形：因折叠时发生器装配孔空间已经预留，故发生器上方仅有少量布料，装完发生器不会是气袋中间鼓起打完螺母后进行整形，将发生器周围多预留出来的空间压实;并在门盖司标区域进行仿形预压，使此处空间预留出来;

（3）自动压装：将已整形好的组件固定在工装上，此时不需要像手工压装那般进行手工整理气袋，故此时不会破坏整形后的包型，司标区域预留空间后，顶司标的问题将明显改善。另外，在整形过程中，气袋12点方向往6点推，使装配后12点钟门盖铰链的地方气袋顶门盖的力变小，改善表面铰链处被顶平的现象。

调整防尘罩设计，减小气袋折叠体积，更改防尘罩设计，防尘罩与壳体直接连接，使得气袋折叠体积减小30%，改善有效，外观得分由5分提升到4分。

2.5 门盖设计优化及注塑参数优化

门盖是DAB模块中最关键的零部件之一，它既是外观件，又是功能件。

门盖初版3D和图纸完成后，会评估制造性、工艺性和关键特殊特性是否可以满足，进而锁定3D和2D图纸并正式发布。数据锁定后将开展模流分析和模具设计，在设计过程中，需重点考虑如何避免由于门盖模具设计不当造成的外观缺陷。

为了达到高质量的外观要求，门盖模具在完成后，需要在同一台注塑机上经过多次试模，反复调整注塑工艺参数，直到外观满足要求，同时满足点爆性能，才能锁定工艺参数。在实际项目开展过程中，门盖遇到撕裂线顶高的难题，具体分析和解决过程如下：

门盖在下图红圈中位置，出现撕裂线顶高问题，见图9。

门盖在设计之初采用的单点进胶方式（见下图），该进胶方式的优点是：1）产品的结合线少;2）表面气纹与料花较少。该进胶方式的缺点也比较明显：1）需要的进胶压力较大;2）产品不容易打饱;3）撕裂线平顺度不好控制。

除单点进胶方式外，还经常采用多点进胶方式，该种进胶方式的优点是：1）进胶压力平稳，且压力小;2）产品尺寸穩定;3）走胶后撕裂线平顺。缺点是表面结合线较多。从两种进胶方式对比，将一点进胶方式改为三点进胶可以解决撕裂线顶高的难题。因此，门盖供应商改变了进胶方式，将原来的浇口作为主浇口，增加两个副浇口，重新进行了模流分析，并调整了模具进行了试制，在试制过程中，反复调节工艺参数，并且通过分别控制主浇口和副浇口的进胶时刻，最终获得了优化后的产品，解决了撕裂线顶高难题，门盖外观质达到大众标准要求。

为了获得高质量的外观效果和手感，通常在门盖表面采用喷软触漆的方式。喷漆主要是遮盖门盖亮印等由注塑本身带来的外观不良。喷漆是门盖必须采用的一道工序，通过DFMEA分析，喷漆不仅影响外观、手感，而且影响模块低温点爆性能，因此，需要重点管控。

从经验总结和PFMEA中可以得出，喷漆主要控制油漆种类、牌号、油漆与门盖材料匹配性、门盖表面洁净、门盖表面喷漆的前处理（影响油漆的附着力）、油漆厚度、烘烤时间和温度。在实际操作过程中，选择成熟的油漆供应商和油漆种类、牌号，完成配比和锁定颜色;接下来重点管控门盖喷漆前处理，常见的前处理方式有三种：火焰处理、等离子处理、氟化处理，各有优缺点，但目的都是为了提高门盖表面活性，提升油漆的附着力。

该项目的门盖采用氟化处理。门盖漆膜厚度通常采用膜片法和显微镜测量法两种，在生产过程中，采用膜片法进行控制，需要精确测量时，采用在门盖表面切片，用显微镜进行测量。在批量生产前，需要确认首件的附着力，采用TL 226标准要求的十字划格进行快速检测，当检测OK后，锁定工艺参数，进行批量生产，获得满足客户标准要求的门盖。（见图12）

3 总结

这一系列措施成功地将带Damper配置的外观状态恢复到和基础配置一致，甚至更好。基于该课题的平台为满足高端客户标准提供了方案可行性支持，充分体现出平台的战略意义。该课题平台的成功开发，大大提升了被动安全产品领域的竞争力。同时本平台优异的性能和适用性，获得了最终用户的认可和肯定。

本课题在研究中积累了丰富的设计开发经验，形成了多项设计标准和最佳实践，建立了设计开发和产品质量控制的标准化和系统化体系，同时锻炼和培养出了优秀的产品开发、制造、质量、项目管理队伍，为长足发展奠定了良好的基础。

参考文献

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[2] 于晓霖，陈仁华主编.质量管理[M].上海交通大学出版社，2010.4.

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