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汽车智能化表面与高光件的抗指纹超耐磨涂层工艺介绍
内容导读:

一、汽车塑类内饰智能表面与高光件的现状

二、适应于新标准的AFHC型UV硬化涂层与工艺

三、AFHC型UV硬化涂层的防护性能

四、AFHC型UV硬化涂层的加工与量产研究

五、AFHC型UV硬化涂层对内饰件成本的降低

六、AFHC型UV硬化涂层对造型设计的影响

七、高光内饰注塑部件选用AFHC型UV硬化涂层

八、内饰IML产品采用AFHC型UV硬化涂层

九、 智宇公司介绍

十、 附:部分测试标准供参考


一、汽车内饰智能表面与高光件的现状


汽车智能化后,带有显示性、功能性、控制性的智能表面,给以往脆弱的标准提出了远超寻常的要求。


主机客户的封闭与庞大性导致由用户传导至设计端的诉求需要经历漫长的过程,而传统的汽车供应链无法提供良好的解决方案,


智宇公司是汽车的用户,使用过程中也体会到智能表面容易沾染指纹污渍、三两月就划伤的弊端,戏称此类为豆腐屏,也因此希望为这个问题提供优秀的解决方案。



惠州张~2018年提的车,方向盘触控键(IML?)因为表带的摩擦导致磨损的厉害



屏幕(IML)是我干的,该杀的职业习惯,再次泪奔,几人在某厨吃完饭,职业习惯而用油性笔测试抗指纹性,然后用某厨的餐巾纸擦拭屏幕,某厨纸质过于粗糙致磨损花屏,谢老张大度没怪罪,从此再不敢给别人车擦屏幕。



2017年冯老总提的某虎,从此车内纸巾用量大增(好邪恶的说辞),每天必擦几遍,已不再光亮,万幸是模切厂BOSS,可以自制贴膜;



爱音乐也有错,所以右边方向盘按键已光芒不再。



2018年隔壁王提了某虎红色款,经验证屏幕有一定抗指纹效果,看起来仍旧IML工艺,掐指一算,叮嘱老王务必备毛巾柔软,莫着污水;



两月后屏幕如新,储物箱盖(注塑+烤漆部位)已破旧。


以上的汽车内饰部件,是汽车智能化发展后才出现的,人车交互频繁,摩擦加剧,但耐磨仍使用原有标准,无法贴切用户使用场景,形成标准落后于应用。


智宇正在推荐新的耐磨标准,其苛刻是原有标准的百倍,耐磨参考自华为、小米、三星、苹果等智能产品量产应用,更细则见附录。



二、适应于新标准的AFHC型UV硬化涂层与工艺


AFHC型UV硬化涂层是一种综合了多种特性的卓越涂层,超强的耐磨性是传统光油的千百倍,兼顾抗污、超硬、镜面级流平等特点,且其小于10um的涂层厚度不对外观设计影响,迅速成为是高端产品的必选,广泛用于智能电子产品,并逐步在汽车内饰上获得采用。


由于其对喷涂环境要求苛刻,导致一般加工厂商难以普及,需要专业的环境与设备配套。


三 、AFHC型UV硬化涂层的防护性能


1、 抗污与易清洁性


抗污性能最显见的是疏水疏油,所以通常使用标准的水进行角度测定,其性能越高,代表对指纹、污垢的抗污能力越好



AFHC代表行业顶尖水平,具备非常低的表面能,能降低50%的指纹附着力,又具备易清洁的特性,污渍附着力差,易被其它擦拭物带走,从而达到洁净效果。



2、铅笔硬度与软摩擦


目前多数与人交互的表面硬度采用三菱铅笔来做硬度判断


A、 铅笔硬度


铅笔硬度对应的测试,在实际应用中对材料表面的防护能力有直接的量化,在操作上,却常发现硬度与耐磨并没有形成到完整的理论链条,其根源,在于高负荷测试时,压痕与划伤未能分别判断,导致数据与实际测出入。



针对现有测试体系的不足,我们重点研究了不同产品的表现,并在常规高负荷的测试上,增加的低负荷测试,以达到更准确的产品性能判断。


通过压痕与裂痕的研究,软摩擦对硬度的追求体现在轻负荷的硬度上,并采用钢丝绒的摩擦测试。


B、 软摩擦


在与众多行业内知名的设计师沟通交流的过程中,均提到部分看起来硬度高的表面却不耐磨,一些硬度低的产品却更具耐久性;而软摩擦的意义,则增加多种负荷测试硬度才能证明其耐磨性,使数据更准确全面;



根据应用场景,产品表面更多的是与用户互动时产生的摩擦,这类摩擦具有低负荷、高频率、广泛性等特点。


为了对抗软摩擦,对表面涂层的选择上,必须是超硬的,附着力强的。



特别感谢华米的设计师们,他们在交流过程中对软摩擦的认知与理解给予我们非常大的帮助,也感谢业内知名CMF刘明在前行过程中的帮助。


3、耐磨水平与摩擦测试


如果说硬度测试是防护水平的快速体现,那耐磨水平则是进一步量化的结果,通过不同的物质测试产品表面,量化耐磨能力,快速的获得产品上市后用户的使用结果。


A、 橡皮擦测试


橡皮擦耐磨测试

CS-10F橡皮擦,负重500g,速度40cycle/min,行程40mm,摩擦100次后。

△HAZE<10%


可以看到,以往的橡皮擦测试标准无法适应新材料的进步,性能差异过大而仅能使用在旧工艺产品上。


B、 钢丝绒摩擦测试


钢丝绒摩擦测试

0000#钢丝绒,2cm*2cm,负重500g,速度40cycle/min,行程40mm,摩擦1000次后。

检测无划伤


APPLE公司为IPHONE的耐磨测试首先提出了钢丝绒的摩擦方法,其后扩展到所有产品,而后亚马逊、华为、小米、OV等等均采用此方法对产品表面的进行测试。



钢丝绒具备硬质金属的刚性与柔软的韧性,可以模拟用户应用中的大多数场景。



4、表面摩擦力(摩擦系数)


表面摩擦力的测试是给用户体验提升的一个新项,代表人肌肤触觉对产品爽滑性的判断



同时也能降低因摩擦导致的划伤概率,提升耐磨性。


图 不同产品表面的摩擦系数


四、AFHC型UV硬化涂层的加工与量产研究


A、涂层加工工艺


采用UV固化的方式可以最大程度的适应现有工艺,降低工艺难度



B、涂层的量产性研究


AFHC是一种硬质的涂层,为了保证内部应力的平衡,必须将膜层厚度降低到15um以内,性能越好的涂层对膜厚要求越薄,对环境要求越高,导致现有的设备多数无法适应加工。


智宇公司开发3D精密喷涂系统、筹建了加工车间,可以为用户提供全套解决方案,协助客户解决试产、量产、技术转移等重重难关。



五、AFHC型UV硬化涂层对内饰件成本的降低


硬化涂层的出现,解决了内饰的高光产品耐磨与硬度问题,降低了对原材料的依赖,同时还提升了抗指纹抗污效果,通过不同的对比,可以发现硬化涂层降低了整个部件成本。



六、AFHC型UV硬化涂层对造型设计的影响



AFHC涂层给设计师提供了更全新的设计体验,在细节上不需要考虑涂层对造型的破坏,使得产品可以展现出设计的细节与美感。



七、高光内饰注塑部件选用AFHC型UV硬化涂层


塑料件需要努力摆脱廉价感,对表面处理的要求提出更高标准,常规的光油、烤漆已经无法满足用户对审美和性能的要求



而AFHC具备优异的镜面媲美玻璃、无比的耐磨性能、强大的抗污特征等。



八、内饰IML产品采用AFHC型UV硬化涂层


图 IML在汽车智能表面上有非常多的采用


目前IML膜片在性能上的瓶颈受基础材料所限,短期内已经达极限,车载智能界面所需人机交互频率逐渐提升,导致IML产品面临的摩擦剧增,无奈之下部分车主开始寻找贴膜。


作为耐久性产品的汽车不能指望车主贴膜来解决,因此在IML上进行后加AFHC成为被认可的解决方案,其工艺稳定后,成品比采用高端膜片产品具备更低的成本与下浮空间。



在成本上,IML产品越大,AFHC成本对比越低


PC+AFHC,硬度性能与AF二固复合膜片持平,AF性能超越,耐磨性能超越,可拉伸性拓展,产品稳定性超越。 


PMMA+AFHC,全面超越行业任意膜片特性。


九、智宇公司介绍


智宇公司于2018年的成立初衷就是为了AF抗指纹技术的推进,几位创始人在2006年已开始从事AF的技术推广工作,见证了这个细分领域从零到有,从眼镜片到各行各业的演变,始终认为抗指纹技术是随人们生活品质的提升而变得越发重要。


智宇公司拥有AFHC产品配方、研发了全套生产装备、整理出完整的生产工艺


智宇建有业内领先的加工车间,在超标准的投入下,可以为用户提供全套解决方案,协助客户解决试产、量产、技术转移等服务。


图 按防爆级建设的生产车间


以大环境千级无尘配套局部百级无尘车间,配有超纯水处理装置、11槽超声波处理、涂布线体,全部采用业内最高的防爆装置。


图 防爆车间外部


全系列防爆墙、防爆灯、防爆防火门、防爆开关电器等,符合国家最严苛安全标准


图 废气处理装置


采用国际领先的UV光降解技术及活性炭吸附技术,使喷涂废气无害化,远超行业标准


图 废水收集池


按标准制定的废水池,保障生产无害化


十、附:部分测试标准供参考


图 测试仪器


未来汽车内的每一个表面都可以是智能表面,包括门饰板、仪表板、方向盘、天窗模块、照明系统等等,这些表面现已由装饰作用向机电一体化用户界面发展。现在智能表面技术正处于市场导入及成长阶段,发展潜力巨大,如何把智能表面技术做到更好,需要主机厂、方案设计、零部件供应商、材料企业等的共同努力,现艾邦建有汽车智能表面微信群,吉利、比亚迪、长城、长安、东风、延锋、宜兰汽配、宁波华德、温州锦成、科思创、库尔兹、肖特等企业均已加入,欢迎产业链上下游的朋友入群探讨,共谋进步。


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