基于用户感知的汽车内饰包覆件设计优化研究

摘要

汽车内饰是整车设计中应当关注的重点内容,需要满足整车NVH性能､安全性能等要求｡采取合理的包覆方式,增强内饰件功能性和舒适性,可对提升汽车产品质量起到良好的促进作用｡该文对汽车内饰包覆进行概述,分析汽车内饰包覆件的用户感知特征,提出汽车内饰包覆件设计优化方式,探讨汽车内饰包覆件常见失效模式及优化策略,从而更好地提升整车内饰设计水平｡

关键词：汽车;用户感知;内饰;包覆件

作者：王琪 杨宝奎

吉利汽车研究院(宁波)有限公司 浙江 宁波

相关调查显示,汽车内饰包覆件设计水平可对用户购买意向产生显著影响,尤其是对于售价较高的高级乘用车而言,用户感知因素影响更为显著｡合理设计汽车内饰包覆件,使用户获得良好的触感､感受到较好的光泽度,能够降低用户对汽车内饰包覆件的“塑料感”感知｡包覆件设计如果不合理,则会使内饰造型给用户以臃肿感,明显降低用户体验,甚至会出现产品质量方面的问题｡因此,在当前汽车市场竞争不断加剧的背景下,应做好汽车内饰包覆件优化设计,提升内饰包覆件设计水平,从而为用户提供更好的体验,有效提升内饰产品的市场竞争力｡

汽车内饰包覆概述

含义

汽车内饰包覆是指在仪表盘､门板､座椅等部位,使用纺织材料､PVC､PU､真皮等软质材料,塑料制品､木制品､自然纤维制品､钢制品等硬质材料,采用手工包覆､真空吸附､热压成型､压边工艺等方式,将内饰进行包覆,以有效提升内饰感知质量的工艺｡当前,在汽车产品设计中,包覆已经成为内饰设计的重要组成部分,对于提升产品市场竞争力具有极为显著的促进作用｡

作用

在现代汽车内饰设计中,高水平的包覆具有4方面的作用｡一是能够提升车内美观性｡通过对汽车内饰进行包覆,改变内饰原有的颜色和材质,能够提升内饰整体美观度,展现出车型的个性化特征｡二是能够有效提升整车NVH性能｡选择合适的包覆材料和包覆形式,能够减少内饰噪声和振动现象,有效提升驾乘舒适性[1]｡三是能够更好地提升汽车内饰安全性｡通过使用合适的包覆材料,能够减少内饰VOC含量及气味,同时用软质材料对内饰进行包覆,可减少碰撞事故发生时对驾乘人员造成的二次伤害｡四是能够提升汽车档次和价值｡使用真皮等高价值的包覆材料,或者根据用户定制需求对汽车内饰进行包覆,能够更好地满足用户的个人喜好,提升车辆价值｡

汽车内饰包覆件用户感知特征

汽车内饰包覆件的用户感知特征主要包括3个方面｡一是用户的嗅觉感知,即内饰和包覆件不能有异味,不能使用户产生汽车内饰不安全､不环保的心理感知｡二是视觉感知,包括用户对前后排座椅､仪表盘､地板､顶棚､侧围等各个部位的第一视觉印象,因此应尽量避免给用户留下粗糙､缝隙过大等视觉上的负面印象｡三是触觉感知｡用户通常是通过手触摸､指压､腿倚靠､腿触及､肘倚靠和肘压等方式获得触觉上的感知,以更加直观地感受汽车内饰品质｡用户对不同内饰包覆件的感知方式有所差异｡例如,对于仪表盘,用户通常更侧重于视觉感知;对于座椅,用户则更加注重触觉感知｡因此,在进行汽车内饰包覆件设计时,需要根据用户对不同内饰的感知需求,选择最合适的设计方法｡

基于用户感知的汽车内饰包覆件设计优化方式

基于材料选择的设计优化

在汽车内饰包覆件设计中,材料是设计人员应当关注的基本要素,并且不同材料的性能也有所差异｡以某车型扶手包覆件设计为例,扶手材料原色为深黑色｡在选择包覆件时,可将PP-TD20作为骨架材料,其具有成型工艺简单､成本低等特征,但是在表面张力过大时,容易出现开胶缺陷,从而对用户触觉感知产生负面影响｡对此,可采用PVC+PP泡棉的方式,并且合理优化材料厚度､密度等,以有效提升内饰包覆件触觉感知水平｡但是在具体生产中,还需要考虑面料与骨架的剥离性能要求,在满足内饰安全性要求的基础上,尽量提升其可靠性,延长内饰使用寿命[2]｡同时,还要通过试验选择最合适的胶水配比,并做好粘接工艺优化,确保胶水环保性能达到规定要求,以此有效提升扶手部位的性能｡

基于结构选型的设计优化

结构选型是影响汽车内饰包覆件性能的关键因素,因此在设计中需要根据不同内饰特征和材料,做好结构选型方面的设计优化｡通常情形下,包覆件表皮主要有真皮､PU皮､PVC皮及织物等;泡沫层主要由PU发泡海棉等材料组成,近年来,随着相关技术的快速发展,3Dmesh包覆的应用也更加广泛;包覆件本体骨架则主要由PC+ABS材料组成｡包覆件结构选型不同,其所具有的特征也有所差异｡比如,单皮包覆(表皮+骨架结构)的造型型面符合性､视觉感知友好性､造型自由度都比较高,但是触感偏硬､触觉感知友好性较差,多被应用于侧下部等视觉感知需求较高的区域;背泡包覆,也就是采用“表皮(背泡)+骨架”方式,能够通过调整背泡厚度调节触感,但其造型自由度较低,过于追求触感,容易造成臃肿的视觉感知,造型型面符合性和视觉感知友好性都比较差,触觉感知友好性较为优秀,主要被应用在中嵌板､扶手等内饰部位;垫块包覆,也就是采用“表皮+垫块+骨架”方式,能够将上述两种结构造型方式的优势相结合,除造型型面符合性一般外,视觉感知和触觉感知友好性都比较高,多被应用于内饰圆角等部位｡在某风格偏向于“科技”与“精致”诉求的车型内饰包覆件设计中,对于视觉感知优先的后部､下部､上表面等位置,可采用单皮包覆方式进行处理;对于上部､中嵌板､扶手等触觉舒适感优先的部位,可采用背泡包覆方式进行处理;对于各种需求都要兼顾的部位,则可采用垫块包覆方式进行处理｡

基于结构参数的设计优化

在汽车内饰包覆件设计中,除了要考虑用户感知诉求外,还需要考虑包覆件轻量化和成本控制要求,以及内饰结构特征,做好结构参数优化,以将包覆件性能充分展现出来｡针对包覆件的触觉感知,可以从柔软和紧致两个维度对其进行评价,将其转化为用户感知因素,即舒适和安全｡基于用户感知调查可以发现,在采用背泡包覆方式时,触觉感知最为显著的影响因素在于泡棉厚度,如果增加泡棉厚度,则能够增强表皮的柔软触感,同时也会使用户产生松弛､不安全感｡在采用垫块包覆结构时,垫块的种类和厚度是影响触觉感知的关键因素｡例如,在使用PVC表皮材料时,如果选用PU发泡海绵作为垫块材料,那么在设计中应当通过参数优化将包覆件表面硬度控制在合适范围内,使用户在使用指压和肘压时,都能够感受到合适的紧致和柔软状态｡

基于特殊工艺的设计优化

在汽车内饰包覆件设计中,需要采用合适的方式将内饰与包覆件连接起来｡因此,设计人员需要考虑特殊工艺的应用,以确保内饰包覆件的用户感知水平达到最优化｡在具体设计中,应当注重3种特殊工艺的应用｡

第一,缝线工艺｡在不同的内饰部位,有暗缝线､双缝线､立体单缝线､平面单缝线､滚边单缝线等不同缝线类型｡在包覆件制造过程中,合理应用缝线工艺,除了能够改善包覆水平外,还可起到装饰､提升内饰科技感等作用｡比如,选用PVC和仿麂皮整理工艺,能够增强视觉感知,赋予内饰更强的科技感｡再如,应用滚边工艺,能够以更加鲜明的线条特征赋予包覆件层次感;使用亮色缝线与暗色表皮相对比,能够赋予内饰包覆件运动特征｡

第二,在汽车扶手上表面､中嵌板等构件上,通常可采用绗缝工艺进行处理｡通过增加背泡厚度,在基板良好刚性的支撑下,可赋予内饰更强的立体感｡因此,在进行汽车内饰包覆件设计时,可以根据车型特征和风格诉求,合理应用绗缝工艺[3]｡在当前工业刺绣快速发展的背景下,部分汽车企业在内饰包覆件设计中开始应用刺绣工艺,利用简单的几何图形对内饰包覆件进行装饰,以更好地增强包覆件的立体感和线条感｡

第三,高周波熔接工艺是汽车内饰包覆件生产中使用较多的一种工艺类型,其利用100kHz以上的电磁波作用对包覆件材料进行处理,能够将不同颜色和材料的包覆件熔接为一体,从而减少包覆件表皮的结构破坏和纹理损失,提升内饰的精致感和科技感｡

汽车内饰包覆件常见失效模式及优化策略

表皮变黄

在长期使用过程中,汽车内饰包覆件表皮变黄是比较常见的一种现象,也是影响用户感知的重要因素｡尤其是在采用带背泡或PU发泡垫块的浅色PVC包覆件中,由于材料中游离胺的存在,在高温或强光作用下,包覆件必然会出现表皮变黄现象｡对于这一问题,可以采用以下两种方式进行解决:一是使用高密闭性的织物,将发泡垫与PVC表皮完全隔绝;二是使用PU发泡海绵,将材料中的游离胺彻底消除,避免出现降解老化问题｡     

包覆鼓包

包覆鼓包是指在汽车处于高湿､高温环境下,出现的包覆件表皮与骨架相脱离,在局部有明显鼓起的现象｡包覆鼓包虽然属于间歇性现象,在正常环境下会逐渐消失,但也会对用户感官产生负面影响｡尤其是单皮包覆件,由于其表皮粘合不牢,高温条件下导致水蒸气增加,必然会出现鼓包现象｡因此,在设计中应选择合适的胶水,并将其充分烘干,或者改用其他包覆处理方式,确保包覆性能指标能够达到剥离要求,表皮与骨架能够达到紧密的粘合状态,以此有效避免包覆鼓包现象发生,提升用户对内饰的感知水平｡    

包覆印记

包覆印记是在包覆件型面上､非设计方案要求､具有不连续特征的凹陷或凸起特征,也是在汽车内饰包覆件使用过程中比较容易出现的问题｡包覆印记的产生,通常是两方面因素造成的｡一是在包覆件生产时,没有合理控制表皮包覆力,使得垫块与骨架交界部位在力的作用下发生变形,骨架在依旧保持原有形状的情况下,就会导致该部位出现较为显著的印记｡二是在骨架封线槽没有完全与骨架或垫块贴合的情形下,会出现间隙,在长期使用中就会出现塌陷印记｡包覆印记的出现,会导致用户对内饰质量产生负面感知,进而对整车质量产生不良印象｡

要想更好地解决包覆印记问题,则应根据问题产生原因和使用材料特征,有针对性地做好优化｡第一,在产品设计中,要尽量控制包覆骨架与垫块之间的间隙｡例如,在使用发泡材料进行包覆时,可以应用骨架发泡一体成型工艺,直接将间隙消除;在使用3Dmesh包覆时,应当合理优化骨架交界部位的脱模角度,尽量减小间隙｡第二,在设计方案中,还可以通过使用合适的表皮材料来提高表皮硬度和包覆件的抗塌陷能力,或者通过优化垫块结构消除交界处的突变｡通过这些方式对汽车内饰包覆件设计进行优化,能够有效降低包覆印记风险,为用户提供更好的感官体验｡

包覆褶皱

包覆褶皱失效是指在表皮上出现的挤压或堆叠现象,也是内饰使用过程中较为常见的问题之一｡褶皱现象通常出现在包覆件拐角､反包等部位,并且这些部位的表面受力过大,在自身延展性不足的情况下,必然会产生褶皱问题｡通常,真皮材料的延展性较差,PU表皮及PVC表皮的延展性则相对较好｡因此,在汽车内饰包覆件设计中,对于延展性较好的材料,合理设计圆角部位形态,可有效避免出现大范围的褶皱现象｡但是对于延展性较差的材料,则应当采用拼缝工艺进行处理,以此有效改变表皮受力方式,避免作用力过大而出现褶皱风险｡

结束语

当前,在汽车市场竞争不断加剧的背景下,用户在选购产品时所关注的内容更加多样化｡因此,如何全面提升汽车内饰竞争力,已经成为汽车企业应当关注的重点问题｡汽车内饰包覆件对用户感知影响比较显著,所以设计人员在开展设计工作时,必须掌握市场发展动态,在材料､性能､工艺等各个方面做好优化,有效提升包覆件感知质量,并采用合理方式规避其失效现象发生,以在提升用户感知水平的基础上,不断拓展销售空间,促进企业经济效益的不断提升｡

【参考文献】

[1]殷佩,贾炳乾.透光表皮在汽车装饰件上的应用研究[J].汽车文摘,2023(9):58-62.

[2]李浩,杨光亮,于来水,等.基于感知质量的汽车内饰包覆件精致化设计研究[J].汽车科技,2023(4):45-51.

[3]金美玲.手工包覆工艺在某款小SUV上的运用[J].机械,2018(12):63-66.