后燈遮光罩澆口 改進及注塑工藝設定

陶永亮

（重慶川儀工程塑料有限公司 400712）

后燈遮光罩澆口 改進及注塑工藝設定

陶永亮

（重慶川儀工程塑料有限公司 400712）

后燈遮光罩是用Bayer公司共聚碳 酸脂Apec?料制造， 通過對Apec?與標準PC作工藝比較 和介紹，圍繞遮光罩產品特點，對原來的澆口兩點進料改 為一點 進料，進行必要注塑成 型加工射膠量計算和工藝 調整，并對成型工 藝進行介紹。經生產實踐驗證，工藝參數設定符合生產需要，操作可行，遮光罩產品能得到用戶的認同。

后燈遮光罩； 澆口改進； 注塑工藝

1 產品概述

后燈遮光罩產品是用于長安鈴木公司生產天語微車上組合后燈。天語微車車型有兩廂和三廂之分，后燈分左右安裝在車上有剎車，轉向，倒車，后霧燈和夜間照明等作用等，其中遮光罩產品用于兩廂燈上，用一只自攻螺釘固定在中間一格的燈體上，由于顏色是黃色的，它是起著裝飾和改變燈光顏色效果，做后霧燈的用途。目前，汽車前燈遮光罩有金屬制作和工程塑料制作。文中的遮光罩產品是選用工程塑料制作，如圖1所示。

后燈遮光罩產品用料是透明共聚碳酸脂Apec?（簡稱PC-HT）料。遮光罩整個產品周邊厚度基本上為2.0。產品的頂部是球R部分，也是遮光罩成型的難點，不得有熔接痕，困氣燒焦，霧斑等任何瑕疵，否則會影響使用效果。底部有兩個支撐點，供一定的散熱作用，安裝時用一只自攻螺釘固定燈體中間一格上。模具為一模出兩件，直澆口形式。兩個產品原來是共重34.3g，含澆口的重量9.9g。現在改進澆口后是共重29.4g，含澆口的重量5.0g。

2 模具情況

由于模具是原先的澆口形式是兩點澆口進料如圖2（右圖）所示，采用兩點進料，從不同澆口進入型腔的熔體前鋒相遇而形成的對接痕（也稱冷接痕），會產生了兩根熔接痕，是不能完全消除掉的，同時還有排氣不順，產生熔接痕和困氣往往匯集在球R頂部的現象，工藝調整比較困難，還經常有霧斑情況出現，產品報廢情況比較多，有時要求用戶讓步接收，鑒于上述情況，模具是從其他單位轉入到我公司。我們對成型進行了分析，提出模具澆口進行了改進方案，去掉一個澆口的進料點，對產品實行一點直接進料，將澆道進行適當加粗，澆橋適當加厚加寬，很好的消除了兩根熔接痕現象，現在只有一根熔接痕了，熔接痕可以調整到最短的長度，頂部的質量情況有了很好的改進，困氣和熔接痕的可以通過工藝調整趕到其他部位，不影響使用效果，同時還節(jié)約了4克多的澆道料，降低了一定的成本，因為回料是不能使用的，如圖2所示，后燈遮光罩產品尺寸如圖3所示。

3 材料介紹

雙酚聚碳酸脂在1 9 5 3年西德Bayer公司Dr. H. Schnell發(fā)明，首先申請制造專利，1954年發(fā)表，1958年首次工業(yè)化生產；美國G.M公司1955年申請專利后，1959年發(fā)表，1960年投入工業(yè)化生產[1]。遮光罩產品選用Bayer德國拜耳雅霸Apec?（簡稱PC-HT）材料，由Dr. Dieter Freitag發(fā)明的，經近20年的試制在原來的聚碳酸脂加以合成的共聚碳酸脂。1988年，Bayer公司發(fā)明了BPTMC - / BP A - Copolycarbonate（Apec?）簡稱PC-HT，共聚碳酸脂，1989年發(fā)表專利，2004年開始工業(yè)化生產。Apec?1800是耐高溫穩(wěn)定性材料，耐熱溫度165℃---185℃，有的型號可耐熱溫度200℃以上。具有表面光澤度高，尺寸穩(wěn)定性好，加工性能較好，有較好機械性能和抗紫外線作用，廣泛用于汽車燈具外殼（配光鏡），深底燈具內反射鏡，高光線反射鏡的遮光罩等產品，是汽車燈具中應用比較廣泛的一種材料。其材料性能如表1所示：

現在可以根據用戶需要制成不同顏色的材料，紅，綠，黃等顏色。本文遮光罩選用的型號為Apec1800，顏色是黃色的 ，其Indicates Vicat level為Vicat ca. 185°C。有的型號可耐熱溫度200℃以上。具有表面光澤度高，尺寸穩(wěn)定性好，加工性能較好，有較好機械性能和抗紫外線作用，廣泛用于汽車燈具外殼（配光鏡），深底燈具內反射鏡，高光線反射鏡的遮光罩等產品，是汽車燈具中應用比較廣泛的一種材料。其材料性能如表下：

由于共聚碳酸脂雅霸Apec?與標準的聚碳酸脂有著很大的區(qū)別，如下表2所示：

由此，遮光罩的工藝參數設定不同于標準的PC，應有著特殊的要求。

4 設備選用

根據產品投影面積計算，選擇設備太原格蘭WG80注塑機，最大鎖模力90（噸），料筒直徑32（mm）注塑行程155（mm）都能滿足遮光罩產品生產。

5 工藝設定

表1：

表3：

5.1 材料干燥

處理如果塑料熔體中的含濕量過高，將直接導致產品表面缺陷（銀絲）和產品內在性能的下降（水解）。因為大多數塑料都采用非防潮包裝，原料在運輸和撤裝過程中會從空氣中吸水，所以材料在加工前必須進行干燥處理。

Apec?根據上述材料表中，按要求130℃/4h，原則上采用注塑機上料斗式干燥器，避免中間環(huán)節(jié)多污染原料，有時料斗式干燥器達不到干燥要求，可在去濕干燥（烘箱）處理3-4h后，再裝入料斗式干燥器里，同樣能達到干燥效果。但是，在轉移中千萬不要污染了原料。

5.2 模具溫度設定

模溫對產品質量有著至關重要的影響，尤其對諸如內應力，翹曲，尺寸公差，重量，表面光潔度等性能影響更大，料筒溫度的增加將會使其強度下降，而模溫的提高則使其強度增加。Apec?屬于耐高溫材料，為防止材料出現熱降解情況，我們把料筒溫度控制在340℃以內，同時不使模壁與中心熔體冷卻相差很大，產品不會產生內應力，較好抑制產品力學性能降低，從而獲得更好的表面質量。Apec?根據上述材料表中，我們選擇模溫100℃--150℃。并且與熔體溫度產生互動效應，如熔體溫度偏低些時，模溫就偏高些，以解決產品注塑中的熔接痕等缺陷[2]。

5.3 料筒溫度設定

料筒溫度也稱熔體溫度。料筒溫度設定一般應高于材料的熔融溫度低于其分解溫度。但是熔化溫度過高，將會促使材料退化和降解。根據我們多次工藝實驗后，得出料筒溫度設定情況（如表3）。

表2：

一般注塑機上噴嘴頭溫度都有控制要求和設置的，在生產中有意的去控制噴嘴頭溫度，噴嘴頭電熱圈直接采用外加電壓調壓器進行控制，沒有用機床上加熱系統(tǒng)進行控制，噴嘴頭溫度實際上沒有足夠使用。注塑時，一般熔體受剪切摩擦作用后，注塑出熔體溫度高于料筒前端熔體溫度10℃--15℃樣子，用電壓調壓器進行適當控制，將控制噴嘴區(qū)溫度。

5.4 射膠量設定

由于注塑機采用了多級注塑，比較地好解決了一級注塑中存在的缺陷，而多次注塑量的設置就需要有必要地根據注塑件重量等情況，計算出各級注塑量，使多級注塑中料量分配的正確性，可以消除遮光罩頂部熔接痕和困氣。其計算如下[3]：

采用格蘭WG80注塑機，料筒直徑d=Φ32（mm），注塑行程L=155（mm），材料密度M=1.2g/cm3，產品總重量29.4g，澆口的重量5.0g，產品重量24.4 g。

1 位置設定（熔膠終止距離）

注塑機射出質量計算：W=丌d2/4*L*M=149.5g

本注塑機生產單位質量產品的螺桿行程155/149.5=1.0367mm/g

產品總重量2 9.4 g，熔膠位置=29.4*1.0367=30.48≈30.5mm

考慮射出預留量（墊膠量）應在5 mm～10mm；墊膠量作用為補充塑膠因冷卻而產生體積收縮。假設射出預留量（墊膠量）=10mm適當的熔膠終止位置=30.5+10=40.5mm

熔膠終止位置40.5mm符合注射螺桿合理有效的計量行程（最佳范圍）1D～3D，D為螺桿直徑[2]。既熔膠終止位置>1D>32mm。

2 射膠位置設定

射膠第一段設定位置為澆口料頭質量為5.0g。

射膠第一段行程5.0g*1.0367mm/ g=5.18≈5.2mm

射膠第二段設定位置為產品的95%；

產 品 重 量 計 算 2 4.4 g 24.2g*95%=23.18≈23.2 g

射膠第二段行程2 3.2 g*1.0367mm/g=24.05mm

注塑機上有四級射膠位置設定，第一段設定位置為澆口料頭質量；第二段設定位置為產品的95%，有時將第二段設定位置與第三段設定位置放在一起設置，并根據產品情況進行合理分配，達到解決產品缺陷目的，如趕走熔接痕缺陷等，把第二段設置多一些，邁過遮光罩的頂部，把第三段設置少一點，第四段設定位置為產品的5%保壓注射量。

射膠第四段設定位置為產品的5%；24.2g*5%=1.225g≈1.3g

射 膠 第 四 段 行 程 1 .3 g*1.0367mm/g=1.34 mm≈1.4mm

第四段位置是40.5-5.2-24.05-1.4=9.85mm與當初設定10mm出入不很大。最后的位置確定為位置一到位置四分別是：35.3, 16.2, 11.2，9.8（mm），具體操作中可以圓整數據。

5.5 射膠壓力和速度設定

射膠壓力和射膠速率也是重要的工藝參數之一，拜耳雅霸（Apec?）的熔融粘度隨壓力和剪切速率增加變化不明顯，（Apec?）的熔融粘度多為高（Apec?）聚物的粘度高，生產中采用較高的注塑壓力利于增加產品的密度，減少收縮，提高產品的機械性能，同時，射膠速率將影響產品的機械性能，速率過低，熔體充模困難，速率過高，模內的空氣不易排出，在熔體中形成氣霧，密度下降，直接導致產品機械性能下降。我們選擇了注塑壓力一到壓力四分別是：135；135；80；75（單位是bar，注塑機屏幕顯示）；注塑速率一到速度四分別是：50； 40；38； 20（%）。經過實踐后我們選擇注塑速率為20--50（%），當然這些數據不是不變的，可根據情況適當調整。

5.6 背壓設定

背壓控制著螺桿后退速度，即進料速度。背壓小了，螺桿后退速度快，導致進料不足，料中帶入了空氣較多，來不及從進料口排出，產生氣泡，影響機械強度。背壓大了，螺桿轉動導致剪切熱上升，熔體在料筒內受熱時間長了，產品容易發(fā)黃，導致機械強度下降。我們選擇了背壓在15bar（注塑機屏幕顯示）。溶膠壓力為135bar, 溶膠速度99%。

5.7 保壓設定

保壓切換位置設定在射膠第三段行程完，射膠第四段行程內進行保壓。保壓壓力與標準PC料設定一樣，保壓壓力一到三為：60,53,49（bar）保壓速度一到三為：35,35,35，（%）保壓三段時間共4.5s?？紤]模溫比較高，冷卻時間18-20s。熔膠后冷卻。

5.8 其他參數設定

其他工藝參數按標準PC一樣的設定。能保證遮光罩使用部位不得有燒焦，熔接痕，霧斑等瑕疵，達到良好的使用狀態(tài)。

5.9 注意事項

由于墊膠量的設置，每次注塑后總有墊膠量留在料筒前端部分，在生產過程中盡量不要停車，選擇連續(xù)生產為好。

6 結束語

（Apec?）共聚碳酸脂與標準聚碳酸脂有著很大的區(qū)別，是一種耐高溫的塑料樹脂。我們使用了拜爾（Apec?）共聚碳酸脂材料，結合我們在標準PC成型過程中積累的經驗，我們在成型條件方面上進行了一些努力，找到了適應生產工藝要求。產品經過烘箱（165℃～175℃）在一定的時間內耐溫變形實驗，能夠達到使用要求。經過生產實踐驗證，后燈遮光罩注塑工藝符合共聚碳酸脂（Apec?）注塑加工需要，遮光罩產品質量得到了用戶的認同。

1 錢知勉編·塑料性能應用手冊

上海：上?？萍技夹g文獻出版社,1980

2 Bayer塑料事業(yè)部編·注射成型加工手冊

德國：Bayer公司版，2007

3 崔繼耀等編·注塑成型技術難題解答

北京：國防工業(yè)出版社，2007

The tail lamp hood sprue improve and injection molding process setting

Tao Yongliang
(Chongqing sichuan instrument engineering plastic Co., LTD. 400712)

The tail lamp hood is use of B ayer copolymer ization carbonated f at Apec?material manufacturing, Through the Apec?and standard PC as craft comparison and introduces, Around the hood product characteristic, To the original gate two feeding instead bit feeding, Necessary plastic injection shoot adhesive volume calculation and process adjustment, And the molding process was introduced. Through production practice veri fi cation, Process parameter setting accord with the need of the production operation feasible, hood products can get customers.

The tail lamp hood; Sprue improve; Injection molding process