稱重控制法在燈具注塑工藝中應(yīng)用實例

陶永亮

(重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712)

稱重控制法在燈具注塑工藝中應(yīng)用實例

陶永亮

(重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712)

汽車燈具塑件裝配有著自身的特殊性，介紹了燈具塑件在注塑工藝中應(yīng)用實例，闡述了稱重控制法控制燈具塑件的外觀和裝配等功能上做法，講述了燈具塑件控制原理，說明了稱重控制法在注塑工藝中舉一反三的使用，能得到事半功倍效果。實踐證明：檢查塑件稱重控制法是一種經(jīng)濟(jì)、快速、簡便的非破壞性測試方法，操作方便準(zhǔn)確，將會受到更多地加工企業(yè)關(guān)注和應(yīng)用。

稱重控制法；汽車燈具；注塑工藝；應(yīng)用

輕型化、安全化是汽車制造業(yè)所追求的重要指標(biāo)，工程塑料以其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)越性能日益受到各國汽車廠家的重視。尤其在汽車燈具制造中，目前各車型幾乎全部采用工程塑料，并充分利用其易成型加工的特性，如車燈燈罩、燈體等配件由工程塑料注塑成型，其設(shè)計靈活性大，便于加工等特點，在燈具制造中得到了廣泛應(yīng)用[1]。由于燈具塑件使用材料面廣，形狀奇異，裝配要求高，給注塑中帶來了一定困難。本文就燈具塑件生產(chǎn)過程中，應(yīng)用稱重控制法對塑件的使用功能上作些探討，并取得較好地效果。

1 稱重控制法

稱重控制法是質(zhì)量控制法的別稱。在注塑過程中，加熱熔融的塑料在壓力下注射入一個精密的模具之中，這是一個高溫和高壓加工過程。同時精確地設(shè)定并控制溫度、壓力、時間三大工藝要素，確保塑料的塑化、充模和定型，防止塑料的變色、降聚和分解，從而在最適宜的成型條件下，獲得高質(zhì)量的制件[2]。

稱重控制法，目前是一種經(jīng)濟(jì)、快速、簡便的非破壞性測試方法，操作方便準(zhǔn)確。因為質(zhì)量變化比之尺寸變化更容易引起人們的注意和重視。稱重法用于部份結(jié)晶型和非結(jié)晶型工程塑料，也適用于不同壁厚的復(fù)雜塑件，也是許多注塑生產(chǎn)企業(yè)首選的質(zhì)量控制法。它還能幫助檢查氣泡和空隙或者塑料在充模時發(fā)生的其它弊病。塑件質(zhì)量的廣泛變化表明不適當(dāng)?shù)墓に嚄l件和機(jī)械方面的誤差[3]。往往質(zhì)量誤差與鑄口封閉時間有關(guān)，一般而言，在正常注射成型工藝條件下，適當(dāng)延長鑄口封閉時間能使塑料制件更密實，各塑件之間的質(zhì)量誤差極微，以達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。同時，稱重控制法能穩(wěn)定注塑工藝，提升外觀，保證尺寸和其他性能有效途徑之一。

2 稱重控制法在燈具注塑工藝中應(yīng)用實例

2.1 穩(wěn)定塑件尺寸

別克大燈后蓋是一種具有良好密封性的配件（如圖1所示）。其中外徑尺寸Φ50，Φ50外面套上膠圈才能使用，因此是產(chǎn)品控制的主要尺寸，用戶對這檔尺寸的控制也很嚴(yán)格。后蓋采用改性PP-T20材料制作，由于PP材料有著一定后收縮性[4]，進(jìn)料形式是中心側(cè)澆口，產(chǎn)品不是均勻的圓，加上往往是存放久了，外徑會收縮，用戶經(jīng)常抱怨尺寸偏小，造成漏氣現(xiàn)象，對產(chǎn)品現(xiàn)場控制有些困難。為保證這檔尺寸的要求，通過稱重法實驗來確定尺寸合理范圍。用同種的壓力、速度、溫度和時間等，利用直線位移傳感器線性精度誤差＜0.05%F.S，重復(fù)性誤差：＜0.05 mm[5]，調(diào)節(jié)料筒中的螺桿不同位置進(jìn)行各注塑10模產(chǎn)品進(jìn)行測量尺寸和稱重記錄，等產(chǎn)品自然冷卻3～5天后再重新進(jìn)行測量尺寸和確定對應(yīng)的質(zhì)量，從中找出了適合收縮后尺寸符合要求所對應(yīng)質(zhì)量，給一定質(zhì)量公差0.2 g，注塑過程中，取出的產(chǎn)品往電子稱上一放，質(zhì)量符合要求的合格，反之不要，在生產(chǎn)控制和檢驗尺寸帶來很大的方便。

2.2 控制塑件變形

圖1 別克大燈后蓋

C201前轉(zhuǎn)向及霧燈體（如圖2所示）是用于長安C201車型上一燈體件，模具一出二，左右各一件，中心熱流道進(jìn)料。采用的材料PPGF30黑，聚丙烯+玻璃纖維的改性材料，由于玻璃纖維提高了材料的強(qiáng)度和剛性，降低收縮率等優(yōu)點。燈具在裝配中，先在非標(biāo)設(shè)備上（如圖2（c））在燈體安裝球頭螺釘和調(diào)光螺釘?shù)?，非?biāo)設(shè)備根據(jù)燈體支架上進(jìn)行定位，操作者主要把相應(yīng)零件放入對應(yīng)孔中或工裝中，啟動開關(guān)，非標(biāo)設(shè)備數(shù)控程序自動完成兩螺釘安裝，其中（如圖2（b））上調(diào)光螺釘帽子中是內(nèi)六角形孔，靠一根內(nèi)六角柱形在對應(yīng)孔里旋轉(zhuǎn)，保證與其他零件裝配。在注塑中由于材料的收縮變小原因?qū)е掳惭b部位的變形，在裝配現(xiàn)場導(dǎo)致一根內(nèi)六角柱形在內(nèi)六角形孔中空轉(zhuǎn)，但是調(diào)光螺釘不旋轉(zhuǎn)，說明塑件變形，不能完成機(jī)械裝配。在裝配現(xiàn)場找了不同生產(chǎn)批次燈體，發(fā)現(xiàn)無法裝配的質(zhì)量是430 g，現(xiàn)場裝配正常的質(zhì)量是438 g。有了比較，在質(zhì)量上得到保證，解決塑件變形問題。

2.3 控制表面收縮

Y1W后燈配光鏡組合（下稱配光鏡）是新羚羊微車燈外觀件，用于美化汽車照明效果。配光鏡采用明白和明紅兩種PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）料成型（如圖3所示）。配光鏡和燈體通過膠合（熱熔膠，熱熔膠的基本樹脂是乙烯和醋酸乙烯在高溫高壓下共聚而成的）裝配而成[6]。

圖2 C201前轉(zhuǎn)向及霧燈體

圖3 Y1W后燈配光鏡

配光鏡由兩種不同顏色的同種材料在不同的模具內(nèi)兩次注塑而成。將先注塑好的透明PMMA嵌件按照定位方向的要求放置在配光鏡組合模具上，再進(jìn)行注塑大紅色透明PMMA而成。配光鏡整個產(chǎn)品基本厚度為2～2.5 mm之間，個別處有3.0 mm厚以上。正面部分全部為光滑面，反面有凸凹不同的齒形等組成，起到折射、反射作用。透明PMMA嵌件反面有均等距排列凸凹圓弧面組成凸透鏡，起著聚光放大的作用。配光鏡反面有環(huán)繞一周凸臺，主要用于與燈體對應(yīng)槽內(nèi)熔膠膠合，起到膠合密封的作用。配光鏡屬于燈具的外觀件，表面質(zhì)量要求很高，不得有任何瑕疵、缺陷和正面收縮，否則會影響整個燈具外觀質(zhì)量。模具為一模出兩件，左右各一件，側(cè)澆口形式，模具為熱流道。

為了控制嵌件產(chǎn)品質(zhì)量，保證在兩次注塑中不被壓裂和壓碎，單個嵌件的質(zhì)量控制為(32±0.2)g。由于PMMA黏度大，流動性差，嵌件的厚度有3 mm厚度，為了保證厚壁嵌件達(dá)到飽滿不收縮，采用比較大的注射壓力，較長保壓時間，較慢注射速率和較長冷卻時間。起初做了25 s、30 s、35 s、40 s四種冷卻時間嵌件放在組合模具進(jìn)行兩次注塑，從保證嵌件的質(zhì)量控制為(32±0.2)g前提下，結(jié)果是25 s、30 s冷卻時間產(chǎn)品放在組合模具進(jìn)行兩次注塑全部壓裂的缺陷，35 s的有部分壓裂的缺陷，而40 s全部不會有壓裂的缺陷（實驗狀態(tài)是嵌件從模具里取出，馬上放在組合模里）。主要原因嵌件呈圓弧面，冷卻時間少造成了變形大。嵌件出模后放在電子稱一下，檢查質(zhì)量正確，作為員工操作規(guī)程執(zhí)行。

根據(jù)配光鏡表面質(zhì)量和裝配要求，配光鏡質(zhì)量控制為(242±2)g，以保證在燈具裝配中吸附質(zhì)量的要求，做了大量的試驗，在質(zhì)量低于240 g以下時，產(chǎn)品表面在日光燈折射下，反光線被不同程度的扭曲，說明表面有輕微收縮情況，較厚的地方有明顯的收縮、氣泡，澆口處也有收縮情況，整個產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；在質(zhì)量高于244 g以上時，模具12根扁頂桿1×10在反面環(huán)凸臺上，配光鏡受反面的齒形和槽內(nèi)作用，經(jīng)常被頂裂和頂破。制作中是不允許噴脫模劑，脫模劑主要是硅油成分，對燈具裝配膠合有負(fù)面作用，粘接不穩(wěn)影響整燈的氣密性。配光鏡出模后放在電子稱一下，檢查質(zhì)量正確，作為員工操作規(guī)程執(zhí)行。

2.4 解決兩塑件裝配

V101組合A后燈內(nèi)配光鏡是后燈必不可少的調(diào)整顏色內(nèi)配光鏡 （如圖4（a）所示）。 內(nèi)配光鏡考慮到加工工藝和裝飾要求，實際上由配光鏡A （如圖4（b）所示） 和配光鏡B （如圖4（c）所示） 裝配而成的。配光鏡A是PC明紅注塑的，配光鏡B是PC-HT灰料注塑后采用真空鍍鋁制成的。配光鏡A外周上有一些凸臺，配光鏡B圓周上有一些孔型，現(xiàn)場只要把配光鏡A放在配光鏡B中，對準(zhǔn)定位部位，用手輕輕地一按，配光鏡A就裝到配光鏡B中。在質(zhì)量控制方面很重要，經(jīng)過多次試驗，質(zhì)量控制在48.5g，只有在控制質(zhì)量范圍內(nèi)，可以輕松用手安裝。超過質(zhì)量1 g的話，用手是無法裝配的。只有借用工具敲擊進(jìn)去。如果質(zhì)量超重，產(chǎn)品的密度大，堅硬性大了，是無法用手裝配的。

圖4 V101組合A后燈配光鏡

2.5 解決塑件與工裝間隙

YAE后燈體用于長安鈴木鋒馭車，后燈體用ABS材料制作，正面鍍鋁處理，燈體與配光鏡通過熱封方式使兩者融合在一起。燈體熱封時先放進(jìn)工裝里，然后同時熱燙配光鏡和燈體，再將配光鏡壓在燈體上，完成配光鏡和燈體熱封裝配，如圖5所示。后燈體定位工裝是用鋁合金材料制作的，工裝側(cè)平面與燈體反面兩深腔的側(cè)面相配合，用戶在制造后燈體定位工裝時，兩者之間的間隙是考慮好的。燈體上的兩個深腔側(cè)壁上最容易變形，注塑工藝會加大壓力，使側(cè)壁變得堅挺，這很容易導(dǎo)致整個燈體質(zhì)量超重。燈體超重放在定位工裝里，經(jīng)過熱封擠壓后，燈具熱封后燈體就“粘接” 定位工裝上，整個燈具取件非常困難的。經(jīng)過多次試驗，燈體 R在400～404 g，L在405～409 g之間，保證側(cè)壁不收縮，并且質(zhì)量在控制范圍內(nèi)，在燈體出模后放在電子稱稱一下，就可以控制質(zhì)量。燈體在規(guī)定質(zhì)量范圍內(nèi)，完成熱封裝配會主動脫離工裝。

3 結(jié)束語

汽車燈具塑料件在生產(chǎn)中，不是一味強(qiáng)調(diào)塑件注塑得“很挺”，往往“很挺”的塑件都是質(zhì)量超重。而燈具塑件的裝配有著它的工藝特殊性，裝配過程中有著特殊的要求，應(yīng)根據(jù)塑件外觀要求和裝配需要，確定塑件的質(zhì)量，作為來控制塑件的整體質(zhì)量。經(jīng)過生產(chǎn)實踐驗證，燈具塑件通過稱重控制法，能達(dá)到塑件質(zhì)量控制所需的性能、裝配等要求，比較好的把產(chǎn)品質(zhì)量以及成本緊密地聯(lián)系在一起。這是注塑加工企業(yè)常用稱重法來控制產(chǎn)品質(zhì)量原因所在，許多注塑件通過稱重法來衡量產(chǎn)品符合質(zhì)量要求之一。當(dāng)然各種因素都會使工藝參數(shù)的變動也會影響到質(zhì)量上波動，也將進(jìn)行修正參數(shù)，達(dá)到控制要求。

圖5 YAE后燈體

[1] 陶永亮. 聚碳酸酯在汽車燈具上的應(yīng)用與分析[J]. 塑料工業(yè)，2014，42(4)：120～123.

[2] 陶永亮，閆燁. 基于稱重法對多腔進(jìn)料平衡的調(diào)整[J].工程塑料應(yīng)用，2012,40(3)：62～65.

[3] 陶國源. 工程塑料注射成型件的質(zhì)量控制方法[J]. 廣東塑料，2005,(6)：32～33.

[4] 鐘志雄. 塑料注射成型技術(shù)[M]. 廣州：廣東科技出版社，2006，2：263.

[5] 陶永亮. 直線位移傳感器在注塑機(jī)上的應(yīng)用 [J]. 電子科技，2012，25(10)：134～137.

[6] 陶永亮. 重量法在燈具外罩注塑工藝中應(yīng)用[J]. 塑料制造，2011，(10)：52～55.

Application examples of weighing control method in lamp injection molding process

Application examples of weighing control method in lamp injection molding process

Tao Yongliang
(Chongqing Chuanyi Engineering Plastics Co., Ltd., Chongqing 400712, China)

Auto lamp plastic parts assembly has its own particularity, the paper describes the lamp plastic parts used in the injection molding process, explains the practice of weighing control method to control the appearance and assembly functions of lamp plastic parts, describes the control principles of lamp plastic parts, illustrates weight control method get a multiplier effect in the injection molding process. Proved: Weighing control method in plastic parts checking is an economical, fast and simple nondestructive testing methods, the operation is convenient and accurate, and the method will get more attentions and applications from processing enterprises.

weight control method; auto lamps; injection molding process; application

TQ320.66

：1009-797X(2015)04-0040-05

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2015.04.006

(XS-05)

陶永亮（1956-），男，高級工程師，從事模具設(shè)計和制造、產(chǎn)品成型工藝管理等工作。

2014-07-01