信不信由你，杯座在25年前的汽车里是闻所未闻的。但现在不是了。美国人花在车内的时间越来越多，市场也做出了相应的反应。如今，内饰是汽车制造商和供应商的工作重心。
信不信由你，杯座在25年前的汽车里是闻所未闻的。相反，精明的企业家推销了各种各样的小玩意，可以夹在仪表板、地板控制台、手套箱和方向盘上。今天，从跑车到农用拖拉机，杯托已经成为了道路上所有车辆的普遍特征。有些杯座甚至还配备了冷却和加热功能。事实上，现在大多数汽车的杯架比烟灰缸还多。
这种进化是由于生活方式的改变，以及驾车者比以往花费更多的时间在方向盘上的简单事实。自1982年以来，美国的平均汽车行驶里程增长了74%。据德克萨斯交通研究所(College Station, TX)的研究人员称，这种疯狂的增长在很大程度上是由于道路拥堵和交通堵塞加剧。
例如，每个高峰旅客每年延误超过20小时的城市地区数量从1982年的5个飙升到2003年的51个。如今，在芝加哥，工作日上下班的平均时间为90分钟。虽然在大城市交通拥堵是家常便饭，但交通拥堵趋势已开始蔓延到中等规模的大都市地区，比如北卡罗来纳州的夏洛特;奥兰多;萨克拉门托,CA;,和亚利桑那州的图森。
不幸的是，专家预测将来不会更好的事情。在接下来的20年内，僵局预计将增加50％以上。
因此，座椅，仪表板，车辆，储物箱，转向轮，门板和鞋垫，地板控制台，饰板，装饰和其他内部特征对消费者越来越重要。事实上，内部是车辆驾驶员与与之相关的车辆的唯一一部分。
人们要求更多的内部功能提供舒适、方便、安全和保障。汽车研究中心(CAR, Ann Arbor, MI)主席大卫·科尔(David Cole)表示，因此，“内饰已经成为汽车行业真正的战场。”“室内设计的整体执行力大大提升。每个人都想看到更丰富的内饰，但价格和性能压力是巨大的。”
J.D. Power and Associates (Westlake Village, CA)的产品研究和分析总监尼尔•奥德斯(Neal Oddes)补充道:“消费者越来越重视物质享受，以及他们如何与之互动。”“他们想要愉悦和积极的驾驶体验。”
日益增长的电子内容和回收措施对内部部件设计和组装的方式产生了很大影响。然而，汽车制造商和供应商的工程师面临着Catch-22：提供更舒适，娱乐和安全功能，同时降低生产成本，提高质量，减少保修索赔，提高可制造性和解决环境问题。呼吁新材料，新的生产方法和新的观赏内部的方式。
内部动机
通用汽车公司(GM，底特律)和丰田汽车公司(Toyota Motor Corp.，日本名古屋)为争夺市场第一，展开了激烈的竞争。部分战争是在车辆内进行的。两家汽车制造商都将更多的注意力放在了内饰上。
“室内系统正在涌现为汽车制造商在竞争激烈的市场中的焦点，”Frost＆Sullivan Inc.的研究分析师Amit Goel说。（圣安东尼奥）。“客户要求越来越多的内部系统定制，而且反过来，迫使汽车制造商不断升级和增加复杂的功能，重点是尖锐的造型，人体工学设计，便利性和可回收材料。汽车制造商正在推动努力提供定制的功能，不仅可以从竞争对手提供定制的功能，而且还从竞争对手中提供速度，也可以从他们自己的线条中的其他车辆提供。“
“内心，它是海上宣传经纪人[与消费者]的内容，”全球产品开发副主席Bob Lutz副主席。“内部必须体现比汽车的实际价格更高的价值。
“如果你要做一辆2万美元的车，你必须拥有看起来3万美元的内饰，”卢茨说。“这就需要巧妙地利用材料。你也可以用塑料零件做一些聪明的事情，无论如何都要模压，但模压的方式是它们可以装东西，比如在塑料模压门饰板上的地图口袋。”
卢茨说:“电源插座(用于插入便携式电子设备)是新的杯座。”他还表示，“巧妙的小储物区”和二级手套储物柜“正变得流行起来”。
当2008年凯迪拉克CTS上个月在底特律的北美国际汽车展上揭幕时，其内部在该行业中创造了巨大的嗡嗡声。该车辆具有比正常较薄的前座椅的前排座椅，这提供了更多的空间和额外的腿部室。“美国时尚的座椅靠背，厚度为6或7英寸厚，简单地浪费内部空间，”Lutz解释道。
领先的内饰部件供应商江森自控公司(Johnson Controls Inc.，密尔沃基)也在底特律车展上推出了一款新的超薄前座。它的特点是一个薄中心线横截面，由钢管制成。这种座椅为后排乘客提供了额外的膝盖空间，但它提供了与传统前排座椅相同的舒适、方便和安全水平。
江森自控副总裁兼汽车体验部门总经理杰夫•威廉姆斯表示:“如今的消费者已经准备好迎接汽车座椅在设计、功能和美学方面的重大创新，而汽车制造商则对创造更宽敞的内饰有着浓厚的兴趣。”“无论坐在汽车的哪个位置，消费者都希望看到舒适。”
Thin Seat的目标是2010年生产的车型，但威廉姆斯声称，它可以使用现有的材料、组装过程和组件生产。
世界各地的汽车制造商都在专注于内部工艺，因为他们寻求的外观目标，使自己的产品在竞争中脱颖而出。“不管汽车是如何改造,适应并完成如果不匹配或任何组件看起来便宜,大多数消费者认为整个车辆缺乏质量,”道格拉斯DelGrosso,李尔公司的总裁兼首席运营官(位于MI),另一个一级供应商的内部组件。
德尔格罗索说:“消费者对一辆车的看法是基于零部件的外观和感觉，以及感知到的质量水平。“消费者对‘外观和感觉’的关注日益增加，促使汽车制造商更加关注内部质量和工艺。”
据Warwick Manufactural Group（Coventry，英格兰）介绍，车辆工艺的质量对业主比其驾驶甚至可靠性更重要 - 在竞争激烈的高级汽车段中影响品牌忠诚时。重复购买与消费者满意和工艺直接相关。
del格罗索解释说:“工艺是关于设计执行的质量，让产品在与客户的早期互动中看起来制作良好，功能良好。”“感知并不总是有意识的，但感知可以受到影响。”
在室内设计方面，奥迪公司(Audi AG)多年来一直是汽车行业的标杆。不过，其他汽车制造商正慢慢开始迎头赶上。他们更加关注仪表板、门、地板控制台和其他内部部件之间的表面纹理和关键界面。
“在过去的几年里，北美的国内汽车制造商对室内装饰的重新感兴趣并对他们的阵容进行了榜样，”CSM全球（Northville，MI）高级市场分析师Don Montroy说。“有一个巨大的推动力，有内饰材料，音质和整体贴合，饰面等于欧洲和日本奢侈品型号。”
除了座椅，Montroy说仪表板正在改变和重新定义室内设计。三巨头落后于他们的亚洲和欧洲竞争对手，因为他们使用更多的硬塑料注塑仪表板，但这正在开始改变。供应商正在转向制造更软的塑料的新成型技术。
通过从手机、电脑、ipod、MP3播放器和手表等消费电子产品中汲取设计灵感，仪表板也变得越来越时尚。例如，2007款福特野马(Ford Mustang)就有一个可配置颜色的仪表盘。消费者只需按下一个按钮，就可以混合搭配灯光，创造出超过125种颜色的背景，以适合他们的个性、情绪、服装或想法。该系统由蓝色、绿色和红色发光二极管组成，通过速度计和转速计侧面的光管装置投射。
在最近的底特律车展上，福特推出了一款具有未来主义内饰的概念车。Airstream采用浮动仪表板，带有平装式、触摸式控制。一个多功能的，单规格的显示器为驾驶员提供所有的主要信息。
另一款概念车在展会上展示了未来仪表板的样子。克莱斯勒拿骚在数据显示、个人控制界面和家庭影院风格的娱乐方面采用了新技术。齿轮选择是通过安装在仪表盘上的pod控制完成的，而方向盘包含辅助换档器。仪表板的外壳内有一个三层屏幕，可以同时显示导航、乘客娱乐和车辆功能。
塑料挑战
近年来，车辆的塑料含量急剧增加。据美国塑料委员会（阿灵顿，VA）介绍，普通汽车含有250磅的塑料。内部零件和组件占该重量的大量块。
塑料彻底改变了汽车内饰。它是一种锻炼舒适，耐用，美观令人愉悦的部件的理想材料，同时降低噪音，振动和严格（NVH）水平。
但是，塑料也有一些缺点。例如，聚合物部件释放的气体会在汽车内部造成问题，比如释放出让一些人感到不适的难闻气味。气体逸出还会导致仪表簇雾化，并在挡风玻璃内部留下一层膜。
“许多(用于内部部件的)塑料都是用有害的化学添加剂制成的，比如聚氯乙烯中的邻苯二甲酸酯和溴化阻燃剂，”克劳德特·尤斯卡说，她曾是福特的机械工程师，现在在生态中心(安娜堡，最近，他撰写了一份关于塑料在汽车工业中的应用的报告。“这些添加剂从汽车的塑料部件中释放出来，污染车内的空气和灰尘，使司机和乘客处于危险之中。”
然而，尽管存在这些担忧，塑料的设计灵活性让制造商能够制造出单片、轻量化的组件。例如，仪表板传统上由需要喷漆的几个独立部件组成，并由仪表板后面的钢支撑梁连接在一起。如今，新的塑料技术允许工程师消除支撑梁，从而降低了仪表板的成本和重量，并简化了组装。
完全集成的单件装置可以由全聚氨酯和全聚丙烯树脂制造。这使得无缝仪表板大大降低了NVH水平。然而，嗡嗡声、吱吱声和响尾声(BSR)仍然是汽车行业最大的保修问题之一。
这是因为仪表板和其他内部部件的表面温度从零下到华氏221度。这些巨大的温度变化导致膨胀和收缩，这可以改变热塑性塑料的物理性能。
在新的仪表板设计中，热塑性树脂的特性非常重要，Basell北美公司(Elkton, MD)汽车内饰部门经理Jane Horal说，该公司是聚丙烯和聚烯烃的领先供应商。
Horal指出:“这些特性使仪表板系统能够在冷部署和热部署时(与气囊一起)执行操作。
Horal指出:“每个OEM仪表板的要求通常针对每个平台。“近年来，随着更大的仪表板和更重要的水平表面对材料供应商提出越来越高的要求，它们变得越来越严格。仪表板的设计，根据其设计，可以是硬的(基材上没有填充物)模压颜色，油漆或软的(基材上有填充物)。”
许多汽车制造商正在指定软触摸热塑性塑料，赋予豪华的感觉和美观的外观，许多内部组件。根据CSM的Montroy，福特，通用和戴姆勒-克莱斯勒比本田，尼桑和丰田使用更多的硬塑料，注塑仪表板。
“成本压力迫使他们使用更便宜的皮肤材料，如聚氯乙烯，用于软感仪器面板，”他指出。“环境问题驾驶本田和丰田追求替代皮肤。本田大多数情况下，使用热聚烯烃皮肤，而丰田使用热聚氨酯皮肤材料。“然而，Montroy期望三大开始使用比过去使用的更昂贵，环保的皮肤材料更昂贵的。
传统上，通用汽车仪表板是使用涂漆的聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)乙烯基外壳和泡沫结构部件制造的。但是，这家汽车制造商最近开始在雪佛兰科罗拉多和GMC峡谷皮卡上使用热塑性聚苯乙烯。仪表板由Intier Automotive Inc. (Newmarket, ON)模压。
索尔维工程聚合物公司(Solvay Engineered Polymers, Auburn Hills, MI)的高级客户经理加里·库尔哈内克(Gary Kulhanek)指出:“你可以看到表面的纹理，因为你没有把它填满油漆。”索尔维工程聚合物公司为该应用提供树脂。“结果是，它的外观更像皮革，在入门级汽车中被形容为‘节俭优雅’。尽管其结构刚度和抗划伤性，这种仪表板比PC/ABS模制的仪表板有更柔软的感觉。”
新技术
无论内部部件是硬的还是软的，消除吱吱声和震动声仍然是汽车制造商和供应商面临的最大挑战之一。ITW防震组装组件公司(Broadview, IL)的工程经理Dave Nebl说:“更软的塑料会造成更牢固的紧固环境。目前的趋势是使用更薄的紧固套或壁厚，以节省重量和成本，这加剧了这种情况。
“我们对新Bosscrwe的巨大成功解决了这些挑战，该挑战专为塑料攻丝应用而设计，例如仪表板和门饰板，”NeBL解释说。螺纹紧固件具有创新的设计，可将其放在插入塑料汽车零件中的后置出。
“随着BOSSCREW的独特螺纹，塑料冷流会产生防松锁，”NEBL。“结果是难以到达的塑料部件[如仪表板]彼此牢固地保持，消除嘎嘎作响并降低了结果。”
可以省去夹子和金属插入，因为紧固件可以直接进入塑料组件。内伯说:“我们接到了通用汽车的订单，为2007年全尺寸运动型多功能车和皮卡的门板提供6000万件紧固件。”“我们更换的螺丝钉松了，掉了出来。”
在某些内部装配应用中，粘合剂是紧固件的可行替代品，这取决于接头将接触到的动态以及对长期功能和适用性的任何担忧。汉高公司(Henkel Corp.， Madison Heights, MI)汽车内饰市场经理Rusty Mansel表示，专门针对BSR的产品可以用组件来设计。这些产品包括光固化丙烯酸衬垫材料和两部分泡沫聚氨酯材料。
Mansel说:“这两种产品都可以与零部件集成，消除BSR问题，并防止湿气和灰尘渗透车辆及其部件。”
汽车制造商越来越多地使用低成本、可回收的塑料，如聚乙烯和丙烯，作为内部部件。但是，这些材料也很难粘合。
传统上，仪表板，门板和其他部件由具有不同方法附着的几种不同的组分，例如压敏粘合剂，卡扣件或魔术验。然而，内部供应商最近开发了新的制造技术，例如双射下成型过程，以及新材料，如可喷雾的聚氨酯，以精简生产和提高柔韧性。
双喷射技术是一种注射成型过程，首先将材料射在基板上，然后移动或旋转以在一个模具循环中拍摄第二种颜色或材料 - 所有。“这会产生一个可以是两种不同颜色，材料或纹理的组合，”Lear的Delgrosso解释道。通过一个成型周期和组装时间的减少，可以节省相当大的成本，以及增加的设计灵活性和工艺。
喷雾PUR是在软皮肤部件的工具上喷涂聚氨酯的过程。氨基甲酸酯通常是两种组分：二氰酸酯加多元醇，其在工具或混合头中反应形成一个聚氨酯皮肤。“益处改善了工艺，具有卓越的晶粒定义和低光泽，以及更柔和的触摸和多音选择，”Delgrosso说。“饰面还提供出色的性能，耐用性和耐刮擦性。”
Lear最近揭开的注塑技术，使其能够在一台机器中具有多种材料的成本有效地制造大型内部塑料面板。自由形式系统用于为2007闪避口径生产门撑板。“它在颜色和纹理之间提供了精心设计的界面，而其他方法需要绘画，二级操作或多个组件，”Delgrosso解释说。
FreeForm工艺使用了Husky注塑系统有限公司(Bolton, ON)的机器，该机器采用两个相同的核心，将基板旋转到相邻的新腔，在那里热塑性弹性体皮肤被覆盖成型。制造过程在60秒内完成大型部件的成型，省去了二次零件、压力机、劳动力和设备。
DelGrosso说:“除了在下游装配和运营成本更低的情况下交付完整的部件，主要的好处是提高了质量，这是由于机器能够产生模压缺口，从而产生清晰的线条，并提高了适合度和光洁度。”“另一个关键优势是灵活性。设备的设计使我们的工程师不局限于两步处理。它让我们可以根据客户的要求铸造任何表面光洁度，包括多种颜色、纹理和纹理。”这种工艺也比其他方法更安全、更环保，比如软触涂料。
一个绿色的未来?
汽车制造商和供应商目前正在争相提供“绿色”内饰。CAR的科尔说:“汽车行业的各个层面都强调(绿色环保)。”“对于内部，这意味着减少聚合物组成的变化，并强调热塑性塑料和热固性材料，这是很难回收的。”
工程师在欧洲密切关注欧洲，这已经颁布了一个雄心勃勃的寿命终身车辆回收计划。欧洲指令打算削减汽车垃圾填埋场浪费，同时增加零件重用。2006年1月1日生效，寿命型车辆必须含有85％的可回收物质。2015年，该门槛将上升至95％。
根据生态中心，美国汽车制造商已经努力使用基于生物的材料来减少石油使用，生命周期碳排放和车辆重量。与石油制成的塑料不同，生物塑料是由竹，椰子，玉米，杏仁，甘蔗等植物中的天然树脂制成的。
丰田率先开发了由玉米和甘蔗等原材料制成的生态塑料(Eco-Plastic)。它已经在日本建立了一个试验工厂，以开发大规模生产技术。这家汽车制造商计划到2020年使用2000万吨这种材料。丰田还制定了一个目标，即到2010年，15%的塑料部件是由可再生材料或回收材料制造的。该公司已经开始在一些内部部件中使用红麻纤维作为增强材料。
在生态中心最近的一份报告中，戴姆勒-克莱斯勒和福特也获得了及格的分数。戴姆勒-克莱斯勒一直在试验使用abaca纤维和亚麻纤维，而福特的工程师已经开发出一种以大豆为基础的泡沫，将用作座椅的生物织物。
马自达汽车公司（广岛，日本）还开发了一种生物塑料，可用于内部部件。它由88％的玉米和12％的石油制成。
“与目前的石油基聚丙烯塑料相比，新的生物塑料刚性较高，导致较薄的模具和使用的材料，”R＆D负责高级管理执行官Seita Kanai说。“这些属性在车辆零件的大规模生产中具有更好的生产率的最佳希望，因为部件制造经常涉及注塑设备。”
