周銀

（漢騰汽車(chē)有限公司，上饒 334100）

主題詞：外水切 結(jié)構(gòu)形式 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)

1 前言

汽車(chē)車(chē)門(mén)外水切密封條是一種既有功能要求又有外觀要求的汽車(chē)零部件，安裝在汽車(chē)車(chē)門(mén)外板止口上（如圖1），實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)與車(chē)窗玻璃之間的密封以及裝飾作用。作為功能零件，其具有：防水、防塵、降噪等功能；作為裝飾零件，其具有裝飾外露車(chē)門(mén)鈑金的作用，并通過(guò)對(duì)外觀面不同材質(zhì)、亮度、顏色的選擇提供不同的裝飾風(fēng)格[1]。

圖1 車(chē)門(mén)外水切示意

外水切細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝對(duì)其性能也會(huì)起到至關(guān)重要的作用。斷面的設(shè)計(jì)、端頭的設(shè)計(jì)、拉彎弧度及與周邊件的配合等都會(huì)影響到車(chē)門(mén)的外觀及外水切性能；除了設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝的選擇及工序的先后都會(huì)給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)很大的差異。

2 外水切結(jié)構(gòu)形式

2.1 按照生產(chǎn)工藝劃分

按照密封條生產(chǎn)工藝劃分，可分為一體共擠式（如圖2）和扣接亮條式（如圖3）兩種形式。一體共擠式是指膠料和骨架一起從口模擠出；日韓系車(chē)型最為常見(jiàn)?？劢恿翖l式是指本體從口模擠出，外觀亮面通過(guò)輥壓成型后裝配在本體上，歐系車(chē)型最為常見(jiàn)。擠出本體均可選用PP骨架和金屬骨架兩種形式，PP骨架相對(duì)質(zhì)量輕且環(huán)保、成本也低。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展，未來(lái)外水切本體必將逐漸向PP+TPV形式轉(zhuǎn)變。

一體擠出形式：多用于輥壓窗框車(chē)門(mén)，主流車(chē)型日韓系，單件成本較低。

扣接亮條形式：多用于復(fù)合式車(chē)門(mén)，端頭直接亮面翻邊，外觀較好，主流車(chē)型歐系，成本相對(duì)較高。

2.2 按照密封形式劃分

按照不同的密封形式劃分，可分為單披風(fēng)、雙披風(fēng)和泡管式3種形式（如圖4）。上述3種形式主要是基于外水切與玻璃之間密封結(jié)構(gòu)的不同而定，3種形式均能達(dá)到密封的效果。雙披風(fēng)形式使用車(chē)型最為普遍，但是雙披風(fēng)異響概率較高；單披風(fēng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易控制，異響概率低；泡管式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難度大，生產(chǎn)工藝控制要求高。

圖2 一體擠出工藝斷面示意

圖3 亮條扣接工藝斷面示意

圖4 不同密封形式外水切斷面示意

2.3 按外觀效果劃分

可分為黑條、高亮黑、亮條、啞光和色彩亮條5種形式（如圖5）。黑條表面多為軟性材料直接共擠而成，也有表面附一層硬質(zhì)膜的形式。高亮黑有鋁陽(yáng)極氧化、不銹鋼電鍍、共擠高亮黑膜、高光注塑、噴粉和噴漆等工藝形式。亮條為不銹鋼拋光亮條，光澤度有不同等級(jí)，可根據(jù)造型需求選擇。啞光目前用的最多為鋁條，為了降低成本，不銹鋼啞光銀目前已經(jīng)有車(chē)型在嘗試。色彩亮條國(guó)內(nèi)目前是通過(guò)共擠不同色彩的膜和噴漆兩種工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，色彩亮條使用車(chē)型較少，成本較高。

參加2019上海車(chē)展主要重點(diǎn)關(guān)注了47款新車(chē)型，其中轎車(chē)22款，SUV車(chē)型20款，MPV車(chē)型5款，其中涉及新能源車(chē)17款。關(guān)注車(chē)型里涉及日韓系、法系、德系、美系和自主系列（如圖6），為了保證調(diào)研充分性，故涵蓋各種派系車(chē)型。

圖5 外水切不同外觀形式示意

圖6 不同派系車(chē)占比

通過(guò)對(duì)重點(diǎn)車(chē)型調(diào)查發(fā)現(xiàn)，外水切外觀大部分車(chē)型均還是采用技術(shù)成熟的不銹鋼亮條的形式，少數(shù)廉價(jià)車(chē)型依然還是用黑條形式，只有少部分新車(chē)會(huì)采用高亮黑和啞光的形式（如圖7/8）。中高端車(chē)型開(kāi)始出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)版車(chē)型配置外水切高亮黑外觀，而大部分高端車(chē)型依然還是使用鋁材啞光居多。

圖7 外水切外觀亮條統(tǒng)計(jì)

圖8 部分車(chē)型統(tǒng)計(jì)

高亮黑技術(shù)在近兩年逐漸成熟，它的運(yùn)動(dòng)感十足受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，但是高亮黑擠出覆膜工藝依然還存在很多難題等待攻克，陽(yáng)極氧化工藝成本過(guò)高，過(guò)高的成本是大部分主機(jī)廠依然觀望的主要原因。外水切啞光外觀多用在奔馳、寶馬、奧迪等豪車(chē)品牌，市場(chǎng)主流車(chē)型因?yàn)槠滗X條的成本而一直未普遍采用，但是不銹鋼啞光工藝日趨成熟，成本相對(duì)較低。不銹鋼高亮黑和不銹鋼啞光工藝必將成為未來(lái)幾年外水切外觀亮條的發(fā)展趨勢(shì)。

3 外水切材料及設(shè)計(jì)原則

3.1 外水切材料選擇

外水切常用主要材料一般本體采用PVC、EPDM和TPV；骨架材料采用PP材料和金屬材料（不銹鋼/鋁）作為骨架；其中絨毛（尼龍/聚酯）和端蓋（PA6/PA66/PBT等）為輔材。材質(zhì)的差異同樣也會(huì)影響到外水切性能及外觀的不同。

本體材料PVC目前少數(shù)低端車(chē)仍在使用，由于PVC材料生產(chǎn)的不環(huán)保和耐高溫差的原因，已經(jīng)基本被淘汰[2]。主流車(chē)型均采用EPDM和TPV材料，EPDM擠出骨架必須選用金屬骨架；而TPV材料擠出除用金屬骨架外，也可采用PP骨架，不僅能降低成本，而且還能減重，為外水切輕量化提供很好的方向。

EPDM多采用植絨工藝[3]，TPV本體材料均采用貼絨工藝；植絨工藝逐漸被取代，貼絨工藝絨毛直立度和絨毛密度一致性更好，生產(chǎn)工藝更為快捷。絨毛常用材質(zhì)為尼龍和聚酯兩種，尼龍毛吸水性較聚酯毛要好。絨毛長(zhǎng)度一般選擇0.5～0.8 mm，絨毛纖度選用3.3 DTex。

端蓋材料可根據(jù)功能的不同對(duì)材料進(jìn)行選擇。端蓋與螺釘固定則需要保證有一定的保持力，并且保證在打螺釘?shù)倪^(guò)程不出現(xiàn)滑牙、空轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，建議選用PBT或則PA6材料。而端蓋用在卡接鈑金孔時(shí)，則需要保證端蓋的插拔力滿(mǎn)足要求，并且還得便于維修，建議選用PA6/PA66材料。

3.2 外水切斷面布置設(shè)計(jì)

外水切結(jié)構(gòu)形式的不同，斷面結(jié)構(gòu)也會(huì)有很大差異。本文主要針對(duì)某一車(chē)型的斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行斷面布置，對(duì)周邊件關(guān)系進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)定義，便于新項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)有一定參考。下面主要介紹一體擠出帶金屬亮面的斷面結(jié)構(gòu)，對(duì)其主斷面設(shè)計(jì)參數(shù)定義（如圖9和表1）。

外水切除了滿(mǎn)足以上設(shè)計(jì)定義外，為了避免升降過(guò)程異響，斷面密封披風(fēng)在植絨或則貼絨時(shí)必須包過(guò)披風(fēng)尖部R角，避免軟性材料本體直接與玻璃接觸引起升降異響；同時(shí)在上披風(fēng)與外觀唇壓縮變形接觸位置需要定義涂層、植絨、共擠PE帶等方法隔離，避免唇邊本體材料與披風(fēng)本體直接接觸后摩擦異響。

圖9 外水切主斷面設(shè)計(jì)參數(shù)

表1 外水切主斷面設(shè)計(jì)參數(shù)

外水切為了滿(mǎn)足造型的需求，往往外水切需要一定弧度來(lái)配合造型設(shè)計(jì)（如圖10）?；《鹊拇笮s決定了外水切的工藝要求，不同的密封條供應(yīng)商工藝能力也不一致，這時(shí)就需要考慮工藝實(shí)現(xiàn)能力、成本、外觀質(zhì)量等來(lái)校核是否需要調(diào)整造型水切外CAS。

圖10 外水切拉彎弧度示意

一體擠出的水切只能通過(guò)拉彎模具來(lái)進(jìn)行拉彎，不同的斷面拉彎的弧度大小也不一致，外觀面更平順的斷面一般弧度要求R＞250 mm；輥壓扣接亮條弧度要求R＞150 mm；若R≤150 mm時(shí)，則只能通過(guò)沖壓亮條成型后扣接在本體上，本體無(wú)法拉彎的只能通過(guò)注塑接角來(lái)完成，此方案還可滿(mǎn)足亮條不等寬的造型意圖，但成本較高。

3.3 外水切端頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

不同的外水切斷面結(jié)構(gòu)采用的端頭結(jié)構(gòu)也不一樣，主要是對(duì)外水切兩端沖切后產(chǎn)生的空缺進(jìn)行封堵，起到裝飾作用[1]。目前常見(jiàn)的3種外水切端頭結(jié)構(gòu)：注塑成型的塑料件封堵端頭、注塑成型的橡膠封堵端頭和裝飾金屬材料兩端翻邊形成端蓋（扣接亮條的斷面結(jié)構(gòu)）。

3.3.1 注塑成型塑料端頭

注塑成型的塑料件封堵端頭形式是通過(guò)外水切直段擠出后經(jīng)后端頭沖切工藝加工后將塑料端頭裝配進(jìn)去。塑料端頭設(shè)計(jì)過(guò)程需注意最重要的兩個(gè)因素就是端頭與本體的外觀匹配和端頭與鈑金的固定方式。

端頭要保證裝配和本體側(cè)面全部遮擋，考慮一致性會(huì)在端蓋與骨架內(nèi)側(cè)增加限位筋，保證端蓋和本體外觀質(zhì)量（如圖11）。

黑條件：外擋水為端蓋式，厚度為1.2 mm，設(shè)計(jì)段差為0.2 mm，R角為0.5 mm；前后三角窗為一體注塑，無(wú)端頭、無(wú)段差。

亮條件：前后三角塊或角窗保持注塑工藝，外擋水為端蓋式，兼顧到前后三角塊或角窗是注塑件的端頭配合，前后三角塊或角窗和外擋水為保持端頭外觀統(tǒng)一效果，端頭定義為：寬度2 mm，段差0.4 mm，R角0.5 mm。

圖11 外水切塑料端蓋示意

端頭與鈑金固定方式有端頭卡子卡接固定和螺釘固定兩種形式（如圖12）?？ń庸潭ㄍ庥^較好，但質(zhì)量問(wèn)題較多，難度大，常用于復(fù)合式車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)；打螺釘固定方式簡(jiǎn)單，牢固度好，外觀螺釘存在外露，若主密封注塑接角遮擋則成本較高，常用于輥壓上段式車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)。

卡接固定設(shè)計(jì)分別需要考慮自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、孔位的布置、卡接結(jié)構(gòu)與孔位干涉量和插拔力大小的設(shè)定，但是此結(jié)構(gòu)拆卸過(guò)程卡扣有斷裂風(fēng)險(xiǎn)，維修過(guò)程卡扣斷裂需更換新件。螺釘固定需保證力矩在1.5±0.5 N·m，保證裝配后有效牙距2個(gè)以上，在裝配和使用過(guò)程中螺釘不得松動(dòng)、滑牙等；螺釘與外水切外觀面間隙2 mm以上，確保外觀質(zhì)量；兩端都打螺釘時(shí)要注意鈑金孔靠B柱為圓孔作為定位，另一端為腰型孔。

圖12 卡接固定與螺釘固定示意

3.3.2 注塑成型橡膠端頭

注塑成型的橡膠端頭主要體現(xiàn)在黑條上，除了用端蓋封堵端頭，注塑橡膠反而外觀顯得更加一致（如圖5）。固定方式與上文一致，只是在外觀上有區(qū)別；注塑橡膠需注意模具溫度、壓力、保壓時(shí)間等，工藝的好壞決定了產(chǎn)品的外觀是否有明顯色差和溢膠等。

3.3.3 金屬亮條翻邊端頭

金屬亮條翻邊端頭有兩種形式。一種是常見(jiàn)的亮條扣接形式（如圖3/5），直接亮條輥壓成型[4]后端頭翻邊，后工序亮條裝配到擠出本體上；另一種則是金屬亮條與軟性材料一起擠出后，后工序亮條端頭翻邊的形式（如圖13），若采用此形式在前期斷面設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須選用特定的斷面，后期調(diào)整會(huì)影響造型。

圖13 共擠亮條翻邊端頭示意

3.3.4 其它細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

為了避免外水切唇邊與玻璃導(dǎo)槽發(fā)生干涉，水切的唇邊沖切端與玻璃導(dǎo)槽之間有≤1 mm的間隙；所以水、灰塵和噪音都有可能進(jìn)入到門(mén)腔，為了減少水、灰塵和噪音進(jìn)入門(mén)腔，所以在水切沖切端處貼上海綿條堵住縫隙。

海綿條粘貼（如圖14）時(shí)必須保證海綿條處于自然狀態(tài)，不要拉的太緊，兩端必須留有一定的長(zhǎng)度（建議≥10 mm）。

海綿條規(guī)格：外擋水兩端海綿條規(guī)格建議3×5×L（L根據(jù)端部實(shí)際長(zhǎng)度來(lái)確定，單位為mm）。

海綿條材料：選擇EPDM（發(fā)泡）材料，建議密度70～160 kg/m3。

圖14 外水切海綿條布置示意

4 結(jié)束語(yǔ)

外水切的斷面設(shè)計(jì)已經(jīng)不是難題，本文只是針對(duì)某一車(chē)型外水切斷面布置邊界及細(xì)節(jié)要點(diǎn)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享；端頭設(shè)計(jì)和亮條顏色的多樣化，讓消費(fèi)者有了更多的選擇。端頭金屬翻邊端頭將是一種趨勢(shì)，不銹鋼共擠翻邊也將會(huì)有越來(lái)越多的車(chē)型會(huì)采用；而PP+TPV將成為外水切輕量化的重要手段。本文認(rèn)為外水切高亮黑和啞光外觀是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。