汽車塑料件的應(yīng)用對于降低汽車質(zhì)量、節(jié)約燃油、促進環(huán)保以及可回收利用等方面都有顯著優(yōu)勢。汽車塑料件大多數(shù)采用注塑成型,虎皮紋、表面復(fù)制不良、縮痕、熔接線、翹曲變形等,是汽車注塑件常見的缺陷,這些缺陷不僅與材料有關(guān),還與結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計和成型工藝有很大關(guān)系。今天就和大家一起來分享幾個保險杠注塑常見的問題以及解決方案!
一、壓力線
如圖所示,保險杠霧燈周圍有明顯的壓力線,影響制品外觀和表面質(zhì)量,由于保險杠屬于汽車外表面的部件,對表觀質(zhì)量要求比較嚴(yán)格,產(chǎn)生壓力線會對其表觀質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
1. 材料主要工藝參數(shù)
名稱:保險杠
材料:PP
顏色:黑
模具溫度:35℃
澆口方式:針閥式澆口
2. 可能原因分析及改善措施
模具方面:本案例制品中霧燈周圍的孔附近設(shè)置有澆口G5,當(dāng)此澆口打開時,由于孔的影響,造成孔兩側(cè)的壓力重新達到一個平衡形成的壓力線。
3. 改善后效果
案例中所述的壓力線實為潛流線,往往出現(xiàn)在是熔接痕所在的區(qū)域,這類壓力線出現(xiàn)的機理如下圖所示,解決方法是盡量使熔接痕周圍的壓力差減小,或使壓力差不足以推動正在固化的熔體移動。
二、虎皮紋
虎皮紋經(jīng)常出現(xiàn)在保險杠、儀表板、門板和立柱等面積較大的汽車注塑件上,是一種波浪形條紋的表面缺陷,大約垂直于熔體流動方向,在制件表面上形成光澤不同的刻印,看起來就像老虎皮上的花紋一樣,俗稱虎皮紋。
1.虎皮紋一般在什么地方出現(xiàn)?
虎皮紋容易產(chǎn)生在壁厚較薄、流程較大的制件上,它具有以下特征:(1)注塑件表面出現(xiàn)呈周期性變化的明暗交替的條紋;(2)條紋大致垂直于熔體的流動方向;(3)條紋分為亮區(qū)和暗區(qū),亮區(qū)的光澤度高,暗區(qū)的光澤度差;(4)如果制件的正面是亮區(qū),則背面是暗區(qū),兩者交替出現(xiàn)。
2.為什容易出現(xiàn)虎皮紋?
材料中的增韌體系越多,虎皮紋現(xiàn)象越容易出現(xiàn)”。韌性差的材料很少會出現(xiàn)虎皮紋現(xiàn)象,如增強材料、非增韌的尼龍、PBT等材料成型過程中很少有虎皮紋產(chǎn)生。應(yīng)用于汽車注塑件的PP材料,由于要求有較高的沖擊性能,添加了EPDM、POE等增韌成分,非常容易出現(xiàn)虎皮紋缺陷。
3.如何改善虎皮紋?
1)在模具設(shè)計方面增加流道直徑,擴大澆口的厚度和寬度是消除虎皮紋的有效措施。澆口厚度最好達到壁厚的0.7~0.8倍。此舉的目的是降低熔體在流道和澆口中的壓力損失,減小進入型腔時的出模膨脹效應(yīng)。
2)在注塑工藝方面提高熔體溫度和模具溫度,調(diào)整注射速度,有利于消除虎皮紋。一般情況下,采用較低的射速有利于消除虎皮紋,因為低速下熔體流動更穩(wěn)定。
三、料花
汽車保險杠附近的料花狀冷料不僅影響制件表觀質(zhì)量,也會影響其機械性能。汽車保險杠是吸收緩和外界沖擊力、防護車身前后部的安全裝置。一般選擇機械強度較好的PP。
1.材料主要工藝參數(shù)
名稱:汽車保險杠
材料:PP顏色:黑色模具溫度:55℃澆口方式:側(cè)澆口
2.可能原因分析及改善措施
制品模具方面:本案例制品所采用的模具中分別包含熱流道與冷流道,但冷流道上沒有設(shè)計冷料井,直接連通在制件上。
成型工藝方面:對于注塑工藝方面,觀察發(fā)現(xiàn)有的針閥澆口封膠不嚴(yán),澆口上有殘余的冷料,封閉針閥的氣壓很低,起不到封膠的作用。本案例通過使用氣壓增壓泵提高封針氣壓,熱澆口不再漏料后冷料消失。
3.改善前后效果圖對比
4.重點提示
下圖是典型的熱流道噴嘴的結(jié)構(gòu),可以看到,其噴嘴前端與模板接觸,雖然接觸面積有限,噴嘴前端的熱量還是會向較冷的模板傳導(dǎo);此外,噴嘴周圍由于冷卻的需要,有時還存在冷卻回路,這樣進一步增加噴嘴前端溫度過低的可能性。噴嘴前端的溫度較低,導(dǎo)致其前端存在少部分冷料,特別是封針封膠不嚴(yán)時,熔體溢出,更易形成冷料,因此熱流道噴嘴轉(zhuǎn)冷流道時,建議在冷流道上也設(shè)置冷料井。
四、起皮
汽車保險杠制件表面大,缺陷不良率低,很難發(fā)現(xiàn)起皮缺陷,但此缺陷嚴(yán)重影響制件外觀質(zhì)量。下圖是某項目的保險杠表面出現(xiàn)分層起皮,不良率3-5%,隨機出現(xiàn)在制件表面。由于制件表面大,缺陷不良率低,因此很難發(fā)現(xiàn),但嚴(yán)重影響制件外觀質(zhì)量。
1. 材料主要工藝參數(shù)
2. 可能原因分析及改善措施
成型工藝方面:對于本案例制品判斷可能是由于冷料引起。通過檢查發(fā)現(xiàn)料溫和熱流道溫度都正常,模具所采用的開放式熱流道也正常。由于生產(chǎn)時采取手動取件,取件時間較長時,造成每個熱嘴均出現(xiàn)不同程度的流涎。通過縮短取件時間后發(fā)現(xiàn),熱嘴流涎現(xiàn)象得到有效改善。因此,有可能是流涎產(chǎn)生的冷料被沖到型腔中造成分層起皮,而現(xiàn)場也發(fā)現(xiàn)正是工人取件時間的長短決定了下一模產(chǎn)品是否產(chǎn)生分層起皮。針對于此,本案例制品采取的解決措施是:將注塑機的射退距離從16mm改至20mm,熱嘴不再產(chǎn)生流涎,制件上也沒有再出現(xiàn)分層起皮。
3. 改善前后效果圖對比
4. 重點提示
冷料沖入型腔可能會引起分層起皮。冷料的來源可能是料溫過低、噴嘴溫度過低、流道沒有設(shè)置冷料井或冷料井長度不足、熱流道溫度過低、模具溫度過低等。
五、鼓包
汽車保險杠,表面有鼓包,位置大致固定,位于行李箱蓋板對應(yīng)的轉(zhuǎn)折位置,產(chǎn)生幾率很高,產(chǎn)生鼓包會對其表觀質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
1. 材料主要工藝參數(shù)
名稱:汽車后保險杠材料:PP+EPDM+TD15顏色:黑色重量:3800G澆口方式:側(cè)澆口
2.可能原因分析及改善措施
1)制品結(jié)構(gòu)方面:觀察鼓包位于行李箱蓋板兩側(cè)對應(yīng)圓弧位置,左右兩邊的圓弧都出現(xiàn)鼓包,幾率有所差異;鼓包有時明顯鼓起,有時只是輕微的凹凸不平,很難發(fā)現(xiàn),噴漆后非常明顯;采用電吹風(fēng)在600℃下烘烤,輕微的鼓包迅速鼓起。取表面有輕微凹凸不平的產(chǎn)品,剖開斷面都看到有孔。
2)制品模具方面:鼓包位置對應(yīng)的模具部分沒有開設(shè)排氣槽,注塑過程中氣體難以排出。因此在模具上增設(shè)排氣槽。
3)成型工藝方面:找到鼓包部位對應(yīng)的螺桿位置,該段采用低速注塑。最終解決鼓包問題。
3.改善前后效果圖對比
4.重點提示
采用電吹風(fēng)烘烤,也是一種辨別引起鼓包原因的方式。本例中,采用電吹風(fēng)在600℃下烘烤,輕微的鼓包迅速鼓起,說明是由氣泡引起。