燈具塑料件表面質(zhì)量控制方法

陶永亮

（重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712）

燈具塑料件表面質(zhì)量控制方法

陶永亮

（重慶川儀工程塑料有限公司，重慶 400712）

燈具塑料件一般分外觀件和內(nèi)裝件兩大類。主要介紹了燈具塑料件特征分類，描述了燈具塑料件外觀件和內(nèi)裝件表面質(zhì)量存在缺陷特征，結(jié)合生產(chǎn)過程中實際情況，提出外觀件和內(nèi)裝件表面質(zhì)量在生產(chǎn)中控制方法。經(jīng)過實踐證明，燈具塑料件表面質(zhì)量控制方法對指導現(xiàn)場生產(chǎn)過程具有可操作性和有效性。

燈具；外觀件；內(nèi)裝件；質(zhì)量；控制；方法

汽車車燈是汽車的一個必不可缺的組成部分，車燈是汽車的"眼睛"。它有兩種功能：一種是照明，一種是裝飾。特別是裝飾功能是車燈造型的一部分，隨著車燈光源的演變，在車燈外觀造型方面也跟著汽車車身造型整體化的發(fā)展，在車身造型中起到重要作用［1］。汽車車燈主要是指汽車上的各種燈。其作用是：在夜間或能見度較低情況下，用前照燈或倒車燈照明汽車的行駛道路等；用發(fā)光信號達到聯(lián)絡，警示和保障行車安全的目的?？煞譃橹苿有盘枱?、轉(zhuǎn)向信號燈、前照燈、后燈、示寬燈、霧燈、制動燈、牌照燈、回復反射器和危險報警閃光燈等［2］。目前汽車車燈正逐步向全塑料化發(fā)展，塑料件應用日趨增多。由于，汽車燈具塑料件在裝配和功能上的特殊要求，與一般塑料件有著重要的區(qū)別。無論是燈具的外表面塑件質(zhì)量，還是燈具內(nèi)裝件表面質(zhì)量都對燈具質(zhì)量有著重要作用。本文結(jié)合燈具的要求，描述燈具塑料件表面質(zhì)量控制方法。

1 燈具塑料件表面質(zhì)量控制方法

1.1 燈具塑料件特征分類

燈具塑料件一般分外觀件和內(nèi)裝件兩大類。外觀件主要是燈具外殼類零件，如前燈體的外罩（也稱配光鏡）替代玻璃品，后燈的外罩等，外露在燈具外面的塑料件，起到一個燈具“面子工程”的作用；內(nèi)裝件（含鍍鋁件）一般是通過配光鏡能看到的內(nèi)裝飾件，內(nèi)裝飾件一般采用鍍鋁加工呈現(xiàn)銀光色，起到反射和裝飾作用。如前燈中反射鏡，視圈等，后燈中燈體，反射鏡和內(nèi)配光鏡等，也有一些彩色飾件。內(nèi)裝飾件是通過透明外罩能夠看的清清楚楚的零部件，內(nèi)裝飾件外觀質(zhì)量也是很重要的。不少燈具企業(yè)也把內(nèi)裝飾件表面質(zhì)量已經(jīng)等同于外觀件表面質(zhì)量，如圖1所示。

1.2 表面質(zhì)量識別分類

燈具塑料件表面質(zhì)量控制源于注塑加工和鍍鋁過程中，正確處理好各工序質(zhì)量控制。外觀件主要采用聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）加工為主，這兩種材料都是非結(jié)晶型材料，容易出現(xiàn)的缺陷有銀絲、熔接痕、霧斑等；內(nèi)裝飾件大多數(shù)采用PC，聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）， 包括后燈體的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），ABS-PC合金和改性聚丙烯等，這些內(nèi)裝飾件都是要進行鍍鋁處理的，表面質(zhì)量除了注塑質(zhì)量外，還有鍍鋁的質(zhì)量。注塑表面容易出現(xiàn)的缺陷有銀絲、熔接痕、霧斑等；鍍鋁表面容易出現(xiàn)的缺陷有鍍鋁不良、附著力不夠、耐溫差、鍍鋁顏色發(fā)彩

1.3 影響外觀件缺陷

影響外觀件缺陷：主要是注塑工藝控制，涉及到設備、材料、工藝、模具和環(huán)境等因素。

注塑工藝控制是燈具塑件成型的重要環(huán)節(jié)，直接對塑件的外觀形成和質(zhì)量等都是很重要，首先確定烘料要求，對需要烘料的材料應確定材料的烘料時間、溫度、厚度，燈具外觀件多數(shù)材料都需要烘料后加工的，否則表面有銀絲、霧斑等缺陷。正確選擇注塑機的大小噸位，噸位大了，料筒里的料在高溫下容易分解，出現(xiàn)塑件表面變色等；噸位小了，鎖模力小了，塑件容易有飛邊，塑件密度不夠等。

圖1 前照燈示意圖

注塑工藝確認也是很重要的，確定注塑量的計算，要根據(jù)產(chǎn)品重量計算溶膠位置（含墊量），推算（產(chǎn)品）各段射膠位置，確定保壓切換處位置，確認料筒溫度，根據(jù)材料要求，將料筒溫度調(diào)至該范圍的中間（有調(diào)整余地），設置各段溫度，有梯度，特別是溫度尾段溫度不要太高，溫度高了容易“積碳”會影響下料、注塑壓力和速度，明確位置切換保壓（也有用時間切換保壓的），保壓壓力和時間的確認都是對成型有著重要性。燈具外觀件多數(shù)材料是非結(jié)晶性的，生產(chǎn)時離不開模溫機，有模溫機對熔接痕，表面光亮度等都有很大的作用［3］。

注塑模具作為注塑外觀件最重要的成型設備，其質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到制品質(zhì)量優(yōu)劣。由于模具在注塑加工企業(yè)生產(chǎn)成本中占據(jù)較大的比例，其使用壽命直接左右注塑制品成本。因此，提高注塑模具質(zhì)量，并維護和保養(yǎng)好，延長其使用周期，是注塑外觀件的重要保證［4］。

塑件在注塑上自身缺陷有銀絲，霧斑，熔接痕等一定要在工藝參數(shù)調(diào)整好再生產(chǎn)。一般內(nèi)裝件鍍鋁后能看見發(fā)霧的，屬于注塑場所濕度太大了，塑件吸濕大了。一般PC注塑需要有一個潔凈室，如圖2所示，上空安裝高效送風口進風，墻下角安裝排風口出風。其功能是控制微粒（塵埃粒子）的污染，來達到滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)的需要。為防止外部污染物進入潔凈室 而使室內(nèi)潔凈度增高，要求室內(nèi)壓力保持高于外部壓力，則稱為正壓潔凈室。也就是說在潔凈室要求不同潔凈度房間必須保持一定壓力梯度，這樣可在室內(nèi)維持一定的壓差下有效避免潔凈室被鄰室污染或污染鄰室。壓差調(diào)試的過程為保證潔凈室換氣次數(shù)及設備排風和除塵效果，潔凈區(qū)與室外的壓差不小于10 Pa。潔凈室要放除濕機，夏天安裝空調(diào)，控制潔凈室濕度在75%以下，塑件鍍鋁時也要控制濕度在75%以下，有一個好的環(huán)境對防止發(fā)霧，麻點等都有好處的［5］。

1.4 影響內(nèi)裝件缺陷

影響內(nèi)裝件缺陷：除了注塑工藝外，還要考慮到表面處理中控制。

一般采用兩種鍍鋁方式。一是在基材上直接鍍鋁再進行鍍保護膜，其中鍍鋁保護膜優(yōu)點：具有亮麗的金屬光澤度、優(yōu)異的氣體和光線阻隔性以及良好的防潮、耐熱、耐穿刺性能。使物品在運輸、貯存和使用過程中不受污染、腐蝕，保護原有光潔亮澤的特點。內(nèi)裝件使用PC材料很多，由于PC主鏈上因酯基的存在，尤其在相對濕度的常溫環(huán)境下基材吸水率程度較高（0.15%～0.19%），從注塑出模的產(chǎn)品必須在2 h內(nèi)進行鍍鋁最好，存放時間長了，鍍鋁后出現(xiàn)霧狀情況，是基材吸水引起的；二是在基材上涂裝相應的底漆，鍍鋁后附著力好，產(chǎn)品金屬感強，有很好的光澤度，內(nèi)裝件使用改性PP或ABS等材料 ，涂裝底漆后可以遮蓋到基材上一部分缺陷。無論采用哪種方式，對鍍鋁件都要進行附著力檢查，合格可以使用［6］。

還有部分內(nèi)裝件，用有色PC材料加工的，透明紅，透明黃，透明綠，透明藍等等，不需要進行后處理，直接用于燈具上［7］，這樣內(nèi)裝件質(zhì)量，主要受控于燈體的外罩，外罩是透明的，要求很高了；外罩是透明紅，要求不很高了，透明紅能遮擋一部分缺陷。

圖2 車間潔凈室示意圖

1.5 影響塑件表面質(zhì)量因素及改進措施

注塑表面容易出現(xiàn)的缺陷有銀絲、熔接痕、霧斑等是直接影響外觀件表面的質(zhì)量，同樣也是內(nèi)裝件鍍鋁中無法遮掩的缺陷；銀絲主要是材料沒有烘干還有水分的原因，不排除料筒料溫過高的因素，一般先檢查材料烘干的情況，料筒對空擠料，從擠出料中看表面情況，如果外觀是光滑的，光亮的說明料烘干的，外觀是粗糙的，有氣孔狀的說明料沒有烘干，還要繼續(xù)干燥。在料烘干情況下，可以適當降低料筒溫度可以消除銀絲。熔接痕是指兩股流動的塑料溶體相接觸而形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學性能都完全不同于塑料其他部分的三維區(qū)域。塑料溶體在型腔中遇到嵌件、孔洞（包括柵格），流速不連貫的區(qū)域、充模料流中斷的區(qū)域而以多股形成匯合時，因不能完全熔合而產(chǎn)生線狀的熔接痕，也是形成熔接痕的必要條件［8］。熔接痕不僅影響制品的外觀質(zhì)量，更重要的是損害制品的力學性能，給制品的正常使用帶來安全隱患［9］。熔接痕與模具澆口形式，材料流動性、模具溫度、模具排氣設置，使用脫模劑有關(guān)，消除熔接痕應該從模具，材料和工藝等方面著手。對一些較大的塑件采用針閥式熱流道程序控制閥澆口，通過控制澆口開啟時間，保證型腔填充順暢及熔體流動平衡，消除熔接痕。較大塑件通常需要兩個或多個熱澆口才能注滿，對于普通的熱澆注系統(tǒng)，在注射開始時澆口便隨之同時開啟。這樣的進膠方式不可避免地存在熔合缺陷，即在兩股熔料前鋒匯合時，由于兩股熔體不能完全熔為一體，而形成熔合印跡，在塑件表面上產(chǎn)生熔接痕。應用CAE軟件實現(xiàn)溶體充填模式的動態(tài)控制［10］，采用針閥式熱流道技術(shù)來構(gòu)建澆注系統(tǒng)，即可實現(xiàn)程序控制各閥澆口的開啟和關(guān)閉，又可控制在第一股熔體剛剛流過第二個閥澆口時，閥針開啟，打開第二個澆口（甚至多個澆口），此時可根據(jù)需要開啟或者關(guān)閉第一個澆口，一直進行下去直到所有澆口都被打開和型腔被充滿，使熔體完全熔合，得到無熔接痕制品。并可通過閥澆口的開關(guān)來獲得一個平衡的流動狀態(tài)。霧斑與注塑速度控制有關(guān)，有些材料（如PC）注塑速率不宜快速，速率太高在澆口處有霧斑，注塑速率高使模腔內(nèi)排氣不暢，易導致制品的燒焦，使制品機械性能下降和外觀受損。一般先采用慢速注塑，根據(jù)制品成型需要進行調(diào)整注射速度快慢［11］。通過這些工藝調(diào)整，可以消除銀絲、熔接痕、霧斑等。

內(nèi)裝鍍鋁件表面缺陷有：注塑表面容易出現(xiàn)的缺陷有銀絲、熔接痕、霧斑等是直接影響內(nèi)裝鍍鋁件表面缺陷，還有附著力不夠、耐溫差、鍍鋁顏色發(fā)彩和鍍鋁不良等。鍍鋁件的常見的缺陷：

（1）亮孔：零件對著燈光表現(xiàn)為小顆粒白點，其原因是：①蒸發(fā)溫度過高或過低；②鋁液外溢到銅接頭處造成蒸發(fā)舟短路（常說導鋁管連電）；③蒸發(fā)舟表面溫度不穩(wěn)定（與蒸發(fā)舟質(zhì)量有關(guān)）。

（2）冒點：表現(xiàn)在零件表面為向外突出的一個個點，有大有小，其原因是：①涂布殘料夾雜其中；②濺鋁；③蒸鍍環(huán)境不衛(wèi)生（主要表現(xiàn)為真空室，環(huán)境衛(wèi)生）。

（3）鋁層不均：表現(xiàn)在零件為對著燈光時，同一截面內(nèi)或同一平面內(nèi)，鋁層厚度不一（可以用測厚儀測量），其原因是：①蒸發(fā)舟蒸鍍能力不一致；②局部真空受影響；③蒸發(fā)舟的安裝未到位；④鋁絲蒸發(fā)不均勻。

（4）漏真空：常表現(xiàn)為抽空時間漫長，反復波動。影響：①鋁層附著效果減弱；②導致成品容易掉鋁；③蒸發(fā)舟的損耗加大。經(jīng)常采取的措施：①檢真空；②加真空脂，更換真空泵油；③清潔，保養(yǎng)真空室；④冷卻水溫度太高，降低冷卻水溫度。

（5）擦傷（含劃傷）：鍍鋁表面擦傷的原因比較多，①原有毛坯件帶來的擦傷，應在鍍鋁前檢查后剔除；②做表面清潔用涂布用力過大擦傷，或涂布過硬：③鍍鋁面擦傷：表現(xiàn)為明顯劃痕，對燈光可見呈向線條狀，是鍍鋁后取件不當?shù)牟羵?。出現(xiàn)上述擦傷都應從操作加以改進的。

（6）手?。孩僭忻骷淼氖钟?，應在鍍鋁前檢查后剔除，毛坯上的手印鍍鋁后無法祛除；②鍍鋁后的手印是沒有帶皮質(zhì)手套操作的，鍍鋁后手印可用絨布輕擦除的。

（7）發(fā)霧：毛坯上吸水較大產(chǎn)生發(fā)霧，可將毛坯件放到110 ℃烘箱里，烘30 min后能消除發(fā)霧。

（8）流淌：有底鍍中噴漆過多，造成流淌?？煽刂茋娖崞崃浚娱L流平時間，也能減少流淌［12］。

附著力不夠、耐溫差、鍍鋁發(fā)彩通過提高鍍鋁機真空度，噴漆固化度和延長鍍保護膜時間等綜合改進，能達到預期的效果。

2 結(jié)束語

隨著工程塑料在汽車工業(yè)的應用，汽車燈具中塑料件的比例越來越大，做好燈具塑料件表面質(zhì)量控制，這對提高整個燈具表面質(zhì)量都有著積極作用。由于汽車整個燈具屬于“外觀件”，燈具塑料表面質(zhì)量提高與材料、模具、工藝、設備和環(huán)境等有著緊密的關(guān)系，也是一個生產(chǎn)過程的綜合控制。對于燈具塑件外觀件可通過注塑工藝進行控制，能達到使用要求的，對于內(nèi)飾件通過注塑前段的表面質(zhì)量控制是提高表面處理段產(chǎn)品表面質(zhì)量的基礎，輔助于鍍鋁鍍膜工藝保障，使內(nèi)飾件表面質(zhì)量得以提高。這對提高汽車整燈外觀質(zhì)量，提高注塑，鍍鋁廠家的經(jīng)濟效益都有很好的促進作用。

［1] 陶永亮. 汽車燈具燈罩與燈體裝配連接方式［J］. 汽車工程師，2012（187）11：55～58.

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［5] 陶永亮，劉馨玲. 淺談汽車燈具無底鍍真空鍍鋁的工藝要求［J］. 電鍍與涂飾，2015（34）4：206～209.

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［9] 陶永亮，馬承愚. 燈體注射成型中熔接痕的預測與對策［J］. 現(xiàn)代塑料加工應用，2013（25）3：53～56.

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［11]陶永亮，田雅萍. PC擋風玻璃板注塑工藝設計［J］. 工程塑料應用，2014（42）7：46-49.

［12]陶永亮，劉馨玲. 淺談汽車燈具無底鍍真空鍍鋁的工藝要求［J］. 電鍍與涂飾，2015（34）4：206～209.

（R-02）

Lamp plastic surface quality control methods

Lamp plastic surface quality control methods

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

Lamp plastic parts are generally divided into exterior parts and interior parts. The paper mainly introduces the classifi cation of lamp plastic, describes the lamp plastic exterior parts and interior parts quality defects characteristics. According to the actual situation of the production process, the paper puts forward surface quality control of exterior parts and interior parts in the production process. Proved by practice, lamp plastic surface quality control method is feasible and effi cient for the production process guiding fi eld.

lamp; exterior part; interior part; quality; control; method

TQ330.43

1009-797X（2016）04-0077-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.04.031

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

2015-07-10