汽车内饰发光顶棚及其生产方法与流程

本发明涉及汽车内饰顶棚领域，具体而言是一种汽车内饰发光顶棚及其生产方法。

背景技术

汽车内饰顶棚是非常传统的汽车内饰，起到吸音、隔热、美观的作用。经过这么多年的发展，虽然生产工艺有很多，材质也不同，但是基本都是骨架+面料的结构，而且面料也不过是针织面料、无纺布面料、pvc革等，一直没有发生大的变化。

近年来，消费者对汽车顶棚提出了更加个性化的要求，在汽车改装市场出现了星空顶棚等带有发光功能的顶棚。但是这些发光顶棚一般都是汽车改装门店手工制作的，没有形成工业化生产。比如在顶棚上打出一个个孔，然后从顶棚背面在每个孔中插入光纤或发光器件作为光源，环境光线较弱的情况下打开光源，顶棚面层上能够产生星空效果。这种星空效果让人耳目一新，但是这种制作方式，只适合手工改造，不适合工业化的批量生产，所以成本较高，图案也比较单调，而且在顶棚拆卸和加工过程中，可能会对顶棚以及顶棚上所安装的附件造成损害。所以行业内需要开发一种适合批量生产汽车内饰发光顶棚的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种适合批量生产的汽车内饰发光顶棚及其生产方法。

一种汽车内饰发光顶棚，包含顶棚骨架和粘贴在顶棚骨架面层的面料，其特征在于，顶棚骨架的面层设有嵌入顶棚骨架的导光板，导光板暴露在顶棚骨架外表的一面设有出光口，嵌入顶棚骨架的一面设有入光口，入光口对应的位置上顶棚骨架设有缺口。

作为优选方案，导光板与顶棚骨架之间设有粘接层。

作为优选方案，导光板的边缘为刃状造型，而且导光板与骨架搭接处形成平滑曲面。

作为优选方案，导光板的出光口部位有面料覆盖。

作为优选方案，导光板上除了入光口和出光口之外的表面上设有反射层。

作为优选方案，导光板的出光口部位，除了没有反射层之外，本体也有缺损。

作为优选方案，导光板的反射层之上还设有吸光层。

作为优选方案，导光板的出光口部位没有面料覆盖。

汽车内饰发光顶棚的生产方法，包含如下步骤：用开好出光口的导光板生产面层嵌有导光板的顶棚骨架，在顶棚骨架的面层粘贴面料。

汽车内饰发光顶棚的生产方法，包含如下步骤：用未开好出光口的导光板生产面层嵌有导光板顶棚骨架，在导光板上开设出光口，在顶棚骨架的面层粘贴面料。

汽车内饰发光顶棚的生产方法，包含如下步骤：用未开好出光口的导光板生产面层嵌有导光板顶棚骨架，在顶棚骨架的面层粘贴面料，在顶棚的面层开设带有面料缺口的出光口。

本发明通过在顶棚骨架面层嵌入导光板、并在导光板上开设入光口和出光口的方式生产发光顶棚，出光口加工容易，而且只需要在入光口设置光源，不需要针对每个发光点安装光源就可形成星空效果，工艺简单，更适合批量生产。

导光板和顶棚骨架之间设有粘接层，简单而有效地实现了导光板和顶棚骨架之间的连接。

导光板边缘为刃状造型，嵌入顶棚骨架后不容易产生缝隙或落差，容易形成平滑曲面，粘贴面料后外观不会受嵌入的导光板影响。因为顶棚为模压工艺，不能产生尖锐的棱角，如果边缘为有一定宽度的直立面，或者双面倒角形状，导光板的边缘和顶棚骨架非常容易产生缝隙或落差，粘贴面料后的顶棚外观上也会有缺陷。

相对于在顶棚上开孔并安装点光源，形成一个个发光点的形式，在导光板上开设出光口，可以灵活地选择以点状或者线状出光，以及面状出光，大大提高了发光图案的灵活性和装饰性，甚至可以在顶棚上显示特定的文字，实现更加个性化的效果。

在导光板上设置反射层的方式，降低了对导光板的材质要求，导光材料只要透光率高即可，不需要很高的折射率，也不用担心光的折射透出。

在反射层之外设置吸光层的方式，可以因防止反射层的反射率不够而产生漏光，还可以防止反射层对外部光线的反射，避免因顶棚骨架基底反光特性的差异而影响顶棚外观的一致性。

先制作带有出光口的导光板，再制作面层嵌有导光板的顶棚骨架，然后在顶棚骨架的面层粘贴面料的生产方法，所生产的汽车内饰发光顶棚，出光口有面料覆盖，光源点亮之前外观上与普通顶棚无异，在光源点亮之后却能获得凭空出现发光图案的惊艳效果。

先制作面层嵌有导光板的顶棚骨架，在顶棚骨架的面层开设出光口，然后在顶棚骨架的面层粘贴面料的生产方法，所生产的汽车内饰发光顶棚与上述方法一致，但是可以在批量生产导光板之后灵活决定顶棚的发光图案，具有更大的灵活性。

先制作面层嵌有导光板的顶棚骨架，然后在顶棚骨架的面层粘贴面料，最后在顶棚的面层开设面料带有缺口的出光口的生产方法，面料与吸光层、反射层及导光板本体的一部分同时被去除，光线可以直接从导光板中照射出来，提高了发光效率，并且顶棚在光源不点亮的情况下也有一定的装饰图案，具有另类的装饰效果。

附图说明

图1为现有汽车内饰星空顶棚的结构示意图；

图2为本发明的汽车内饰发光顶棚的第一种结构示意图；

图3为本发明的汽车内饰发光顶棚的第二种结构示意图；

图4为开好出光口的导光板示意图；

图5为嵌有导光板的顶棚骨架示意图（已开口）；

图6为嵌有导光板的顶棚示意图（已开口，面料无缺口）；

图7为未开好出光口的导光板示意图；

图8为嵌有导光板的顶棚骨架示意图（未开口）；

图9为嵌有导光板的顶棚示意图（未开口）；

图10为嵌有导光板的顶棚示意图（已开口，面料有缺口）。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图和实施例详细说明本发明；所举实施例仅用于解释本发明，并非用于限制本发明的范围。

对照例

现有技术的汽车内饰星空顶棚如图1所示，是在正常顶棚的基础上改造而成的。首先，在成品汽车内饰顶棚上需要发光的部位钻孔；然后在顶棚上开设的小孔中从背面植入光导纤维或led作为光源，并逐个固定。当光源点亮的时候，顶棚面层可以出现众多的发光点。

无论是采用光导纤维还是led作为光源，都需要在顶棚骨架上打很多孔，并且需要在顶棚背面走很多线。这种做法，操作繁琐，效率很低，一致性差，成本高而且容易发生故障，不适合工业化批量生产。

实施例

本申请的汽车内饰发光顶棚结构如图2或图3所示，在顶棚的骨架内嵌有导光板，并保持骨架的表面平整，骨架表面有面料覆盖。导光板的正面设有出光口，背面设有入光口，入光口对应的部位顶棚骨架设有缺口。光线从入光口进入导光板，在导光板内多次反射进行传导，当遇到出光口后照射出来，出光口成为发光点，实现星空顶棚的效果。

为了使导光板与顶棚骨架的匹配更容易，避免导光板的边缘与顶棚骨架之间产生缝隙或落差，进而影响顶棚的外观，导光板采用边缘逐渐变薄的刃状造型，如图4或图7所示。这种刃状造型，可以是从入光口到边缘逐渐变薄，也可以是中心区域厚度均匀，靠近边缘的部位从嵌入顶棚骨架的一面倒角的方式。如果骨架上存在缝隙或落差，贴合面料后面料上也会有痕迹，造成外观缺陷。所以，如果导光板嵌入后，骨架上存在缝隙或落差，需要对骨架进行修补。导光板采用刃状造型之后，所生产的顶棚骨架面层会非常平滑，不会出现有导光板的区域和没有导光板的区域在接缝部位产生落差和缝隙现象，不需要额外的修补工作。

从效果上讲，出光口除了星空顶棚的点状，开可以是线条或者更加复杂的图案，这些都是现有技术的星空顶棚所不能实现的。因为星空顶棚要破坏顶棚的结构，降低顶棚的强度，而本申请的发光顶棚方案，因为导光板是强度较高的硬质材料，出光口部位的导光板反而会增加顶棚的强度，所以现有技术的星空顶棚发光图案一般为散布的点状，而本申请的技术方案中发光图案可以不受限制。比如现有技术的星空顶棚如果实现一个圆环形状，需要打一圈的小孔，顶棚骨架基本上在这一圈上被切断，圆环内的顶棚块很可能为因为强度的损失而掉下来，而本发明的方案中，仅仅是在导光板上设置一个环形的很浅的出光口即可实现，出光口上导光板的强度损失很小，因为导光板的存在，强度甚至会比没有导光板的部位更好。

从结构上讲，由于一个光源和一块导光板就实现了星空顶棚需要多个光源才能实现的功能，部件大大减少，所以更容易工业化生产，成本上更有优势，故障率也更低。

从工艺上讲，一个导光板上形成多个出光口，出光口的位置、形状、角度都更容易控制，而且出光口的加工比现有技术的星空顶棚所需要的顶棚上钻孔容易得多，所以工艺上更简单，一致性更容易保证。

下面结合几种具体的产品结构和生产方法更具体的描述本发明的技术方案。

产品结构一

汽车内饰发光顶棚如图2所示，包括骨架和面料，在骨架的面层设有嵌入骨架的导光板。导光板上覆盖完整的出光口部位没有缺损的面料，所以导光板上的出光口是在面料粘贴之前完成加工的，如图4所示。导光板的本体是具有良好透光率的材料注塑而成，表面通过镀铝形成反射层。导光板嵌入骨架一面设有入光口，入光口用于装配光源；朝向面料的一面设有出光口，出光口用于产生发光的效果。入光口需要光线进入，出光口需要光线射出，都不能有反射层。

入光口需要安装光源，所以形式上是一个盲孔，盲孔可在注塑时形成，也可采用注塑后加工方式。这里的注塑后加工，可以在导光板嵌入顶棚之前，也可以在导光板嵌入顶棚之后进行。不过注塑时形成更为有利，因为注塑时形成的孔有更好的光洁度，更有利于光线的进入。因为装车后顶棚背面的空间有限，盲孔的角度不宜垂直，接近水平的方式更适于光导纤维的安装和行车过程中的稳定，附图中入光口基本为垂直的角度，主要是为了画图的方便和看起来更清楚。

出光口部位，可以在镀铝后通过化学蚀刻加工，以便形成精细的图案；也可以镀铝后机械加工。采用机械加工的方式，在去除镀铝层时难免去除一部分导光板本体，也是可以接受的。出光口采用机加工的方案，表面更加粗糙，光线散射角度更大，图案的可视性更好。

当外部的光线照射到顶棚上时，如果面料比较稀疏，导光板上的反射层可能会产生一定程度的反光，使导光板部位的面料看起来颜色较浅，从而产生顶棚面料颜色不一致的错觉。为了改善这个问题，可以在导光板的反射层之上再设置一个吸光层。吸光层可以在镀铝后表面喷涂黑色涂层来实现，为了减少与没有反光板的部位的反光差异，最好采用与顶棚骨架其他部位颜色相似的涂料。

当入光口没有光进入的时候，这种结构的发光顶棚与普通顶棚无异；当入光口有光进入的时候，光在导光板内多次反射，最后从出光口射出，顶棚上就出现了发光的出光口图案。这种图案既可以提供一定的亮度氛围，还可以在顶棚上形成装饰性的图案。

产品结构二

汽车内饰发光顶棚如图3所示，具有嵌入导光板的顶棚骨架、和粘贴在导光板和骨架上的面料。与产品结构一的区别是，出光口部位面料有缺损，面料上也具有出光口的图案。入光口没有光进入的时候，顶棚上可以看到面料缺损形成的图案；入光口有光进入的时候，面料缺损的部位有光射出。与产品结构一相比，导光板出光口发出的光不需要穿过顶棚面料，可以直接照射到车内，发光效率提高。

由于面料上也具有出光口的图案，所以出光口的加工可以在面料与骨架粘贴完成后进行。其实，为了确保面料缺损和出光口一致，也不能提前加工出光口的图案，必须在面料粘贴后同时加工出出光口和面料的缺损。入光口需要插入光源，希望具有良好的光洁度，所以最好在导光板生产的时候完成。骨架上与入光口相对应的位置，需要形成通孔，以便光源插入，这一操作可在骨架生产或面料贴合后进行。

生产方法1

在顶棚骨架的生产模具上设置与导光板相对应的凸起，生产出带有导光板安装位置的骨架，在顶棚骨架上切割入光口。把带有入光口和出光口的导光板安装在顶棚骨架上预留的安装位置内，导光板形状如图4所示，安装导光板后的顶棚骨架结构如图5所示，在顶棚骨架上粘贴面料，完成发光顶棚的生产，最终的顶棚结构如图6所示。这里为了把导光板安装到顶棚骨架上，必须在导光板上施加粘接层，并且确保粘接之后粘接层能够实现较高的粘接力。而且必须实现导光板与顶棚骨架上的预留导光板位置定位准确。

生产方法2

在顶棚骨架的生产模具上设置与导光板相对应的凸起，生产出带有导光板安装位置的骨架，把不带有入光口和出光口的导光板安装在顶棚骨架上，导光板形状如图7所示，安装导光板后的顶棚骨架结构如图8所示。然后，在顶棚骨架上切割入光口和出光口，切割好的顶棚骨架结构如图5所示。最后，在顶棚骨架上粘贴面料，完成发光顶棚的生产，最终的顶棚结构如图6所示。这种生产方法，在导光板粘贴到顶棚上之后再加工出光口，可以确保出光口在顶棚上的位置精度，不过要占用顶棚的生产时间，影响生产效率。

生产方法3

在生产顶棚骨架时，把带有入光口和出光口的导光板放置在骨架模具上，这样生产出的顶棚骨架已经完成导光板的嵌入，如图5所示。然后，在顶棚骨架上粘贴面料，完成发光顶棚的生产，顶棚如图6所示。这种生产方法，需要在导光板放置在骨架模具上之前涂覆粘接层。由于模具上没有预留的导光板的形状，所以导光板在模具上的放置位置会有一定的偏差。在模具内完成导光板和顶棚的粘接，可以借助成型工序的压力和温度条件，实现更牢固的粘接。

生产方法4

在生产顶棚骨架时，把不带有入光口和出光口的导光板放置在骨架模具上，生产出的顶棚骨架已经完成导光板的嵌入，如图8所示。然后，在顶棚骨架上切割入光口和出光口，开口后的顶棚骨架如图5所示。最后，在顶棚骨架上粘贴面料，完成发光顶棚的生产，顶棚如图6所示。根据前面的分析，导光板需要预先涂覆粘接层，这种生产方法可以实现导光板和顶棚骨架的牢固粘接。而且，导光板与周围的顶棚骨架在型面上更为平滑，外观更好。

生产方法5

在生产顶棚骨架时，把不带有入光口和出光口的导光板放置在骨架模具上，生产出的顶棚骨架已经完成导光板的嵌入，此时的顶棚骨架如图8所示。然后，在顶棚骨架上粘贴面料，粘贴面料后的顶棚如图9所示。最后，切割入光口和出光口，完成发光顶棚的生产，最终的顶棚如图10所示。

骨架上与入光口对应部位的缺损的加工，可以在骨架没有嵌入导光板的状态下进行，也可以在骨架已经嵌入导光板尚未粘贴面料时进行，还可以在面料已经粘贴好之后进行。

导光板上入光口的加工，最好在导光板注塑生产的过程中加工，因为这样加工的盲孔光洁度更高，提高光的利用效率。当然，也可以在加工骨架上的入光口的时候同时进行。

导光板上出光口的加工，如果在导光板的生产过程中进行，可以采用蚀刻的方式加工，只去除表面的铝反射膜，以便得到更平整的平面；如果做成顶棚骨架以后加工，可以采用机械加工的方式；如果粘贴面料以后，建议采用激光切割的方式。通过调整激光的能量，可以在切透面料、反射层之后，再切入部分导光板本体，从而避免反射层不能完全切透的情况。

采用方法5，切割入光口的操作可以在顶棚的边缘和孔位切割时进行，所有切割操作在同一个工位进行，有助于提高切割的位置精度，而且减少了周转操作，有利于提高生产效率。

在方法3、4、5中，采用把导光板放在模具上直接把导光板嵌入骨架的方案，为了实现导光板与骨架的粘接，需要在导光板的背面提前设置粘接层。粘接层，可以是热熔胶，也可以是溶剂胶或水性胶，在热模具内实现粘接即可，当温度降低后，粘接强度增加，不会有粘接不牢的问题。特别是，导光板是具有一定强度的整体构件，不会出现局部的开胶，所以成型的时候预埋导光板的方式是可行的。

相对而言，方法1和方法2的操作就有些复杂。模具制作的时候，要考虑导光板的形状，后面还需要导光板的粘接工序，还有可能存在导光板的形状与模具上的导光板造型不一致的问题。

导光板的材质，可以是pc、pmma、ps等等具有良好透光率的材料。