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安全气囊线的激光弱化工艺
概述
随着汽车技术的不断发展，对仪表板这样的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于 一身的零件的要求越来越高，特别是它的安全性。按照安全性来分，仪表板可分为无气 囊仪表板和附气囊仪表板（针对副驾驶）。目前国内只有少数中高档次的轿车配备气囊 仪表板，随着人们对安全性的重视，客户对附有气囊的仪表板的需求加大，主机厂也将 此作为买点之一。为了让气囊正常开启，多在气囊上方设计一气囊盖板，在打开时释放 气囊。在气囊盖板与仪表板匹配处存在可视装接线，现有的国内的车型主要有 ''PASSAT B5系列，SAIL系列，SAIL系列，通用的GL8等等。为美观起见，近年越来越多车型的 仪表板被设计为整体式安全气囊（Integrated airbag ）仪表板，既无可视装接线，又、 能保证气囊正常开启。其中有一种在仪表板本体上加工出一条安全气囊线的无缝气囊仪 表板，在大众去年推出的新车型 POL4口即将投产的Touran ,以及上海通用新近推出的
凯越（EXCELL E均得到了采用。今 后，这种无缝安全气囊仪表板的应用将 越来越广泛，因此，其加工工艺将成为 仪表板专业制造商必须掌握的关键技 术。
无缝安全气囊线的加工工艺有 许多种，比如注塑成型、热刀、金 属或超声波冷刀、冷铳和激光等， 其中激光弱化工是近年刚刚兴起 的，更为先进的工艺。右图为德国
JENOPTIK公司用于弱化安全气囊线的激光弱化系统
.工艺简介 \ /
激光弱化工艺就是使用利用激光所具有的高能，加工无缝安全气囊线的工
艺。激光发生器将所产生的激光聚焦在约 mm的范围内，形成具有高能量的
激光束，激光束通过激光头，以定频脉冲的形式，打在仪表板上，其焦点处的材
料在吸收激光的高能后迅速汽化，形成穿透或不穿透(根据需要)的小孔，这些
小孔区域的材料厚度变薄，断裂强度降低，从而能在受到外界冲击时， 优先断
裂。这样的许多顺序排列的微孔的组合，就是我们通常所说的安全气囊线
(Airbag line )。安全气囊线的剖面示意图如下所示：\ —
骨架
当安全气囊爆炸时，气囊盖板将沿着这条强度相对低的线顺利打开，气囊从 打开位置冲出仪表板。
下面是几个安全气囊线的剖面图实例：
PVC/ABS 表皮 \ / PVC表皮
/ PP 硬塑 \
Zz 之所以使用激光，是因为它具有高相干性、方向性、高强度的特质，很容易 获得很高的光通量密度。激光工艺具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源\\ 和材料、公害小、远距离加工、自动化加工等显著优点，特别是能方便地加工易 碎、脆、软、硬材料和合成材料。目前所使用的激光发生器主要是大功率二氧化
碳激光器，因为大多数的工程塑料材料对这种激光辐射都有很好吸收。 例如，硬
塑仪表板材料常用的 PP;骨架材料 PC/ABS、PP、SMA PPO （PPE）;真空成型 的表皮材料 PVC/ABS;搪塑表皮材料 PVC、TPO PU等等。既可以加工由单一
\材料如用PP注塑成形的仪表板上体，也可以加工如由骨架，发泡层和表皮交联 固化成的搪塑仪表板上体。

在详细描述激光弱化工艺原理前，需要了解一些关于仪表板材料和安全气囊 打开方面的知识。
首先，仪表板常用的工程塑料对激光的透过率是有差异的。根据透过率的高 低，弱化工艺分为两种形式：固定残留厚度弱化和微穿孔弱化。
?固定残留厚度形式适用于对激光波长有足够透过率的材料的切割（如
TPO） 。 \ /
?微穿孔切割适用于对激光波长不透明或只有很少透过率材料（如 PU）。
实际上，根据材料的不同，选择不同的弱化方式的根本原因在于，系统需要对弱化 过程进行实时控制。传感器的反馈信息是系统采取何种措施的依据，是系统实现实时控 制的前提条件。对于透过率比较好的材料，在激光脉冲还没有完全击穿材料的时候，工
作传感器就已经接到了信号，并可以反馈之；而对于透过率不好的材料，激光脉冲要打 到底，击穿材料，才能使传感器接收到能量信号。所以说，材料的特性决定采用那种弱 化方式。
材料透过率和弱化形式的关系如下图所示：
基础过程
固定残留厚度切割 I 微穿孔
根据表皮材料
透明 不透明
对于co,激光
其次，无缝式安全气囊上方的气囊盖板是和仪表板上体紧密连接的。当安全 气囊爆炸时，气囊将给气囊盖板以瞬间巨大的力，推着气囊盖板沿着安全气囊线 打开，并从仪表板打开处冲出。在这个过程中，可能出现的最大的问题就是仪表 板上的碎片随气囊冲出而一起飞出。这些碎片的速度非常快，动能很大，不但容 易划伤安全气囊，造成气囊失效，而且很容易对人体造成伤害，以至于出现“安 全气囊不安全”的情况。特别是在低温状态下，用于