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汽車(chē)塑件領(lǐng)域注塑工藝的應用與實(shí)踐
時(shí)間：2019-11-20 09:49
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來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
由于汽車(chē) 復雜零件的塑料件有與眾不同的特殊性，所以其注塑成型在設計上需要充分考慮到如下因素，材料的干燥處理、玻纖增強材料對螺桿的新要求、驅動(dòng)形式及合模結構等。
首先， 當汽車(chē)保險杠、儀表板等常用的樹(shù)脂材料為改性PP和改性ABS等改性樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂材料有不同的吸濕性，為滿(mǎn)足成型時(shí)的水份含量要求(一般要求≤0.2%)，樹(shù)脂原料在進(jìn)入注塑機螺桿預塑計量之前，都要經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥或除濕干燥處理。
改性PP(PP EPDM)樹(shù)脂的吸濕性較小，一般采用熱風(fēng)干燥機在80-100℃的條件下2-3h即可。改性ABS(PC ABS)的吸濕性較強，在成型干燥前，應用除濕干燥機進(jìn)行除濕干燥處理。我們在設計汽車(chē)復雜塑料零件成型系統上充分考慮了除濕干燥系統功能運用。
第二， 目前國內汽車(chē)用塑料件基本上為無(wú)玻璃纖維增強的塑料制品，與使用含有短切玻璃纖維增強的樹(shù)脂相比，成型無(wú)玻璃纖維增強塑料件所用注塑機的螺桿的材質(zhì)和結構有較大的不同。注塑機在設計時(shí)，要注意螺桿料筒的合金材質(zhì)和特殊的熱處理加工工藝，保證它的耐腐性和強度。
第三， 由于汽車(chē)零部件與常規產(chǎn)品不同，它的型腔面十分復雜，受力不等、應力分布不均，在設計中重點(diǎn)考慮它所需的加工能力。注塑機的加工能力體現在合模力和注塑能力(以最大理論注射容積來(lái)表示)兩方面。注塑機在成型制品時(shí)，合模力必須大于模具型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，否則模具分型面將會(huì )分開(kāi)而成產(chǎn)生溢料。
確定注塑機合模力的公式如下：P合模≥P型腔×F/100。式中：P合模為注塑機的合模力(或稱(chēng)鎖模力)KN
型腔為模腔平均壓力，MPa，與制品結構形狀、精度要求和每模型腔數等有關(guān)，取值范圍一般在25-40MPa之間;F為模具型腔，澆道和進(jìn)料口的水平重疊投影面積CM3。
為保證可靠的鎖模、注塑成型時(shí)的工藝鎖模力必須小于注塑機的額定鎖模力。注塑機的最大理論注射容積與注塑機合模力噸位相匹配，是注塑機在出廠(chǎng)前以聚苯乙烯(PS)為基準樹(shù)脂標稱(chēng)出來(lái)的注射容量。
第四， 根據汽車(chē)復雜塑料零部件特性而對注塑機的驅動(dòng)形式和合模機構的設計，國內目前使用較多的為液壓機械式或者全液壓式的液壓曲肘，或者是中心部直壓合模機構的注塑機。泰瑞機械股份有限公司經(jīng)過(guò)多年努力，突破傳統約束，研發(fā)出二板合模直壓、復合鎖模形式機械結構。
這種結構的優(yōu)越性在于它的開(kāi)模行程遠遠大于液壓曲肘合模結構，至少在2倍以上，滿(mǎn)足汽車(chē)大型塑件(如保險杠、儀表板等)生產(chǎn)需求。其次，鎖模采用4個(gè)復合油缸同步鎖住，用小流量實(shí)現大噸位的平穩鎖模，鎖模力可以高于同噸位的液壓曲肘合模結構。對汽車(chē)大型復雜塑料零部件的成型復合面精度給予充分保證。
第五， 由于汽車(chē)零部件的型腔面十分復雜，注塑機在設計時(shí)要考慮其特殊性，配置一些特殊的功能程序：如多組抽芯功能、時(shí)序控制功能、注塑機配套換模裝置功能、配套取件機械手裝置功能等。這些特殊功能在生產(chǎn)汽車(chē)塑料零部件中優(yōu)勢十分明顯。例如，用這種機型注塑機在保險杠生產(chǎn)過(guò)程中，為了縮短生產(chǎn)周期，通過(guò)取件機械手自動(dòng)取出模具開(kāi)模頂出后的大型塑料制品件，多組抽芯使大型塑料制品平穩整體頂出，不會(huì )產(chǎn)生頂白或開(kāi)裂現象。目前我們在這注塑系統中使用的多為3軸取件機械手，個(gè)別使用6軸取件機械手。
車(chē)用塑料零部件優(yōu)勢,汽車(chē)復雜塑料零部件的優(yōu)勢：
1、塑料可以一次加工成型，加工時(shí)間短，精度有保證。
2、塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強烈撞擊有較大的緩沖作用，對車(chē)輛和乘員起到保護作用?，F代汽車(chē)上都采用塑化儀表板和方向盤(pán)，以增強緩沖作用。前后保險杠、車(chē)身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車(chē)外物體對車(chē)身的沖擊力。塑料還具有吸收和衰減振動(dòng)和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。
3、塑料耐腐蝕性強，局部受損不會(huì )腐蝕。
4、通過(guò)添加不同的填料、增塑劑和硬化劑來(lái)制出所需性能的塑料，以適應車(chē)上不同部件的用途要求。更方便的是塑料顏色可以通過(guò)添加劑調出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍。
另一方面，汽車(chē)復雜零部件的注塑件特殊的外觀(guān)和尺寸要求提高了汽車(chē)注塑件的開(kāi)發(fā)門(mén)檻和風(fēng)險。Moldflow三維軟件幫助企業(yè)在產(chǎn)品設計階段分析塑件的成型可行性，通過(guò)對部品的變形及成型工藝的分析，評估并優(yōu)化產(chǎn)品設計，同時(shí)指導了下游廠(chǎng)商的模具及注塑優(yōu)化。
首先， 當汽車(chē)保險杠、儀表板等常用的樹(shù)脂材料為改性PP和改性ABS等改性樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂材料有不同的吸濕性，為滿(mǎn)足成型時(shí)的水份含量要求(一般要求≤0.2%)，樹(shù)脂原料在進(jìn)入注塑機螺桿預塑計量之前，都要經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥或除濕干燥處理。
改性PP(PP EPDM)樹(shù)脂的吸濕性較小，一般采用熱風(fēng)干燥機在80-100℃的條件下2-3h即可。改性ABS(PC ABS)的吸濕性較強，在成型干燥前，應用除濕干燥機進(jìn)行除濕干燥處理。我們在設計汽車(chē)復雜塑料零件成型系統上充分考慮了除濕干燥系統功能運用。
第二， 目前國內汽車(chē)用塑料件基本上為無(wú)玻璃纖維增強的塑料制品，與使用含有短切玻璃纖維增強的樹(shù)脂相比，成型無(wú)玻璃纖維增強塑料件所用注塑機的螺桿的材質(zhì)和結構有較大的不同。注塑機在設計時(shí)，要注意螺桿料筒的合金材質(zhì)和特殊的熱處理加工工藝，保證它的耐腐性和強度。
第三， 由于汽車(chē)零部件與常規產(chǎn)品不同，它的型腔面十分復雜，受力不等、應力分布不均，在設計中重點(diǎn)考慮它所需的加工能力。注塑機的加工能力體現在合模力和注塑能力(以最大理論注射容積來(lái)表示)兩方面。注塑機在成型制品時(shí)，合模力必須大于模具型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，否則模具分型面將會(huì )分開(kāi)而成產(chǎn)生溢料。
確定注塑機合模力的公式如下：P合模≥P型腔×F/100。式中：P合模為注塑機的合模力(或稱(chēng)鎖模力)KN
型腔為模腔平均壓力，MPa，與制品結構形狀、精度要求和每模型腔數等有關(guān)，取值范圍一般在25-40MPa之間;F為模具型腔，澆道和進(jìn)料口的水平重疊投影面積CM3。為保證可靠的鎖模、注塑成型時(shí)的工藝鎖模力必須小于注塑機的額定鎖模力。注塑機的最大理論注射容積與注塑機合模力噸位相匹配，是注塑機在出廠(chǎng)前以聚苯乙烯(PS)為基準樹(shù)脂標稱(chēng)出來(lái)的注射容量。
第四， 根據汽車(chē)復雜塑料零部件特性而對注塑機的驅動(dòng)形式和合模機構的設計，國內目前使用較多的為液壓機械式或者全液壓式的液壓曲肘，或者是中心部直壓合模機構的注塑機。泰瑞機械股份有限公司經(jīng)過(guò)多年努力，突破傳統約束，研發(fā)出二板合模直壓、復合鎖模形式機械結構。
這種結構的優(yōu)越性在于它的開(kāi)模行程遠遠大于液壓曲肘合模結構，至少在2倍以上，滿(mǎn)足汽車(chē)大型塑件(如保險杠、儀表板等)生產(chǎn)需求。其次，鎖模采用4個(gè)復合油缸同步鎖住，用小流量實(shí)現大噸位的平穩鎖模，鎖模力可以高于同噸位的液壓曲肘合模結構。對汽車(chē)大型復雜塑料零部件的成型復合面精度給予充分保證。
第五， 由于汽車(chē)零部件的型腔面十分復雜，注塑機在設計時(shí)要考慮其特殊性，配置一些特殊的功能程序：如多組抽芯功能、時(shí)序控制功能、注塑機配套換模裝置功能、配套取件機械手裝置功能等。這些特殊功能在生產(chǎn)汽車(chē)塑料零部件中優(yōu)勢十分明顯。例如，用這種機型注塑機在保險杠生產(chǎn)過(guò)程中，為了縮短生產(chǎn)周期，通過(guò)取件機械手自動(dòng)取出模具開(kāi)模頂出后的大型塑料制品件，多組抽芯使大型塑料制品平穩整體頂出，不會(huì )產(chǎn)生頂白或開(kāi)裂現象。目前我們在這注塑系統中使用的多為3軸取件機械手，個(gè)別使用6軸取件機械手。
車(chē)用塑料零部件優(yōu)勢,汽車(chē)復雜塑料零部件的優(yōu)勢：
1、塑料可以一次加工成型，加工時(shí)間短，精度有保證。
2、塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強烈撞擊有較大的緩沖作用，對車(chē)輛和乘員起到保護作用?，F代汽車(chē)上都采用塑化儀表板和方向盤(pán)，以增強緩沖作用。前后保險杠、車(chē)身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車(chē)外物體對車(chē)身的沖擊力。塑料還具有吸收和衰減振動(dòng)和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。
3、塑料耐腐蝕性強，局部受損不會(huì )腐蝕。
4、通過(guò)添加不同的填料、增塑劑和硬化劑來(lái)制出所需性能的塑料，以適應車(chē)上不同部件的用途要求。更方便的是塑料顏色可以通過(guò)添加劑調出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍。
另一方面，汽車(chē)復雜零部件的注塑件特殊的外觀(guān)和尺寸要求提高了汽車(chē)注塑件的開(kāi)發(fā)門(mén)檻和風(fēng)險。Moldflow三維軟件幫助企業(yè)在產(chǎn)品設計階段分析塑件的成型可行性，通過(guò)對部品的變形及成型工藝的分析，評估并優(yōu)化產(chǎn)品設計，同時(shí)指導了下游廠(chǎng)商的模具及注塑優(yōu)化。
