汽車密封條的設計開發

我國汽車密封條的設計開發起步較晚，主要是對已有車型配套，進行工藝開發和生產，無需進行產品開發設計。隨著我國汽車工業的發展，要求密封條實現同步開發不僅是整車廠的強烈要求，也是密封條企業自身發展的最重要途徑。密封條的設計開發可包括以下幾個部分：

1.材料設計和工藝設計。采用DOE方法建立材料模型，根據密封條的產品需要設計材料配方并確定其他原輔材料和工藝。

2.概念設計。從車體的三維數據出發，根據車身的車門、窗的設計相互位置和間隙通過三維CAD系統（常用CATIA和UG軟件）進行密封條的斷面、幾何形狀和結構設計。

3.快速樣件（prototype）驗證。按設計斷面和密封條的結構三維模型，通過激光快速成型和快速模型的方法制造彈性體的快速樣件。這種快速樣件具有類似橡膠的彈性，無須開制金屬模具即可快速制造，并可在車體上進行裝車匹配試驗。根據裝車匹配的效果，可對密封條的三維模型進行修正。

4.有限元分析（CAE）。通過CAE分析軟件，分析設計密封條的結構和受力變形行為，通過計算機模擬密封條在裝車過程中所受的應力和應變分析，驗證或優化改進密封條的結構及材料設計。

近年來CAE分析的應用范圍進一步擴大，利用相關軟件進行擠出口模的流道設計和密封條的隔噪聲性能的分析工作已經開始得到應用。

5.原始（原型）樣件：根據設計的數模，制造手工樣件并進行裝車測試，根據實際需要調整工裝或修改設計。

6.工裝樣件（OTS）：使用批產工裝制造樣件，供測試和整車廠認可。

7.測試：除道路試驗外，各種測試必須在向整車廠遞交工裝樣件之前完成。

汽車密封條性能指標

密封條性能主要由與壽命相關的一些材料性能和與使用相關的功能性能組成。通常材料性能用教練性能表示，使用性能用成品性能表示。

膠料性能

由于密封條使用條件較苛刻，而材料性能決定了產品的使用壽命。特別是對氣候的要求極為苛刻，為保證密封條在這些條件下正常工作，所以通常教練的規格性能有如下項目：

硬度，拉伸強度，拉斷伸長率

這些材料的基本性能要求，通常對其有供貨狀態和熱空氣二組性能要求。根據使用狀態，汽車的使用溫度范圍-40℃-70℃。熱空氣老化溫度一般選擇70℃。

壓縮永久變形

這是由于密封條是利用其材料的高彈性與以車身為主的耦合件之間產生接觸壓力來實現對介質的密封條的。橡膠在壓縮狀態下回發生物理化學變化，當壓縮消失后。這些變化阻止材料恢復到其原來的狀態，于是就產生了壓縮永久變形，因此壓縮永久變形是衡量密封條材料性能的一項重要指標。

耐臭氧老化和耐空氣老化

這是由于汽車的工作環境長期處于全天候狀態（雨雪風霜日曬），因此要求密封條在各種環境下保持一定的性能要求以及必要的使用壽命，必須要求所有材料具有良好的耐老化性能。

耐油漆性

這是由于密封條直接安裝在車體上，橡膠硫化后內部組分外遷接觸了車漆而發生。與車體油漆板直接接觸，油漆中的各組分在使用各種環境下游離出的物質會與密封條相互作用，加速老化，降低其性能，因此耐油漆性能也是密封條的重要常規性能。

高溫性能

由于密封條使用溫度范圍在-40℃-70℃（機艙可能達到120℃）。三元乙丙橡膠品種（以丙烯含量分類），以及其硫化膠性能直接影響密封條低溫彈性，為了在低溫條件下仍保持較好的彈性，這項性能常作為常規性能。

為什么TPE/TPV拉伸強度測試數據差異這么大？

最近有個客戶咨詢，采購的同一批TPE 的拉伸強度數據從7MPA，下降到了4MPA？根據國高材多年的實踐總結的經驗，拉伸強度測試數據的正確性，取決于以下幾個方面：

1. 拉力機器的正常，力傳感器不光是在某個點計量正常，而且需要整個線性正常。我們的拉力機就曾經碰到，在測試10mpa以下的強度時候，是正常的，超過10mpa以上，則偏低20%的情況。

2. 測試人員手法一致，比如試樣的厚度，因為熱塑性彈性體比較軟，測試厚度的時候，你壓緊一點，厚度就小，松一點，厚度就大，那厚度大，那測試的拉伸強度就偏小；還有夾具夾試樣的位置，如果越是夾的邊緣，則拉伸強度偏低；

3. 測試的環境，通常溫度高，則拉伸強度小，反之，則大；

4. 試樣的制作，這個最影響拉伸強度大小了，選擇不同的加工工藝（注塑或模壓）制作的試樣偶都不同。這次再從試樣質量波動的角度來談一下，為什么會造成這個結果？

（國高材分析測試中心壓片機）

4.1 熱塑性彈性體成型需要一定的溫度下，進行剪切流動，從而充滿型腔，冷卻成型，注塑工藝剪切力最大，流動最迅速，材料之間也進行了充分的混合，而模壓工藝成型，材料受到的剪切非常薄弱，流動也僅限于局部，材料之間沒有進行充分的融合。

4.2 由于橡膠加工和熱塑性彈性體的加工不同點，所以，一般是推薦使用注塑成型工藝來制作熱塑性彈性體的測試試樣。熱塑性彈性體模壓加工由于缺乏剪切流動，導致試樣塑化的差異性很大，所以并不能確保每次試樣是制作的完全一樣。尤其是當熱塑性彈性體材料流動性比較差的情況下，差異更明顯。我們對TPV進行了不同溫度下注塑試樣測試結果的對比，也對不同流動性的TPV進行了相同注塑溫度下注塑試樣的測試結果對比，基本得出如下結論：

a. 注塑溫度高的情況下，TPV的拉伸強度更好，并且試片不同區域截取的拉伸試樣所測得的結果波動變小；

b. TPV流動性好的情況下，則試片不同區域截取的拉伸試樣所測得的結果波動變小。

這說明，對于熱塑性彈性體加工充分的塑化是非常必要的，而模壓則提供不了充分的塑化，只能寄希望于熱塑性彈性體的流動性足夠好，或者模壓溫度盡可能的高，或者模壓的料子盡可能多放點，讓其產生溢料。

4.3 最后造成波動的原因，可能是模壓熱塑性彈性體試樣，加熱時間以及冷卻時間，如果這部分時間長達幾十分鐘，那么勢必造成熱塑性彈性體分子降解，表觀可以發現微微發黃，拉伸強度也可能下降。

從上面敘述，模壓制作熱塑性彈性體試樣，不可控的地方太多，塑化質量不知道、成型時間不確定，由此造成的拉伸強度測試結果波動大，也很好理解。敲黑板，如果理解不了，直接拿料子給專業的公司進行制樣和測試！

來源：CHINAPLAS國際橡塑展