關(guān)于汽車內(nèi)外飾件塑料成型模具的研究

李少偉

摘要：塑料模具是塑料零件制造的支撐工藝裝備，主要包括注射成型、擠出、吹塑、吸附、發(fā)泡、壓注、搪塑等模具類型。其中注射成型模具是應(yīng)用最為廣泛的塑料模具。塑料模具廣泛應(yīng)用于家電、汽車、列車、航空航天、軍工等領(lǐng)域的塑料零件的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：汽車；內(nèi)外飾；成型；模具

中圖分類號(hào)：TU15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3178（2018）20-0494-01

前言：

國內(nèi)中低端的塑料模具技術(shù)基本成熟，而高技術(shù)含量的大型、精密、復(fù)雜、長壽命塑料模具不能滿足市場需求。未來20年，塑料模具技術(shù)將圍繞通過模具技術(shù)提升塑料制品制造業(yè)水平，帶動(dòng)模具的上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為中心開展研究開發(fā)，主要體現(xiàn)在高效生產(chǎn)、環(huán)保制造、高品質(zhì)外觀三個(gè)方向。預(yù)計(jì)到2030年，我國塑料模具技術(shù)將達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分領(lǐng)先。

1 未來市場需求及產(chǎn)品

汽車內(nèi)外飾塑料零件是通過塑料模具進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)的。汽車工業(yè)近年以來的不斷發(fā)展導(dǎo)致塑料模具技術(shù)也在向高效生產(chǎn)和環(huán)保制造方面不斷發(fā)展。低壓一體化的注塑模具以及后壓模具都是可以大量高效生產(chǎn)塑料制品的成型模具。約有將近七成的家電裝修過程中采用塑料模具進(jìn)行生產(chǎn)。而高端的家電裝修產(chǎn)品制造也需要體現(xiàn)出高效生產(chǎn)、環(huán)保制造的特性，大型多色的塑料模具應(yīng)用也有更高的發(fā)展前景。在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用也有十分好的潛力，在電子產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療建設(shè)等需要高精度、環(huán)保制造的領(lǐng)域也十分重要。

1.1 高效生產(chǎn)的塑料模具技術(shù)

1.1.1 現(xiàn)狀。當(dāng)前我國汽車、電子、醫(yī)療器械方面對于塑料制品的需求越來越大，而批量生產(chǎn)塑料模具的規(guī)模也是很大的，正好可以彌補(bǔ)這種需求。而隨著工業(yè)化進(jìn)程的而不斷推廣，也要求塑料模具產(chǎn)業(yè)需要有更高的生產(chǎn)效率，可以通過縮短生產(chǎn)周期以及降低成本等方式來進(jìn)行模具的制造和生產(chǎn)，但也必須經(jīng)過注射、保壓、冷卻和開模制造才能夠達(dá)到一定的質(zhì)量需求。因此高效的模具生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)是提升塑料制品生產(chǎn)效率重要的選擇。當(dāng)前西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開發(fā)出許多高效的塑料制件模具。而我國掌握相關(guān)高效模具研發(fā)科技方面依舊十分不足，存在較大的差距。

1.1.2 挑戰(zhàn)。在飾件塑料成型模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及性能晚上等方面都需要進(jìn)一步探索，并且將其穩(wěn)定性應(yīng)用作為高效模具研發(fā)中需要突破的關(guān)鍵性技術(shù)。

1.1.3 目標(biāo)。首先應(yīng)當(dāng)以當(dāng)前我國汽車工業(yè)的發(fā)展作為基礎(chǔ)，運(yùn)用層疊模具技術(shù)的不斷創(chuàng)新特性，在上下游產(chǎn)業(yè)中進(jìn)行充分的運(yùn)用，并且達(dá)到世界先進(jìn)水平，從而完成行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化推廣；而當(dāng)前我國部分領(lǐng)頭企業(yè)已經(jīng)開展了鋁合金、銅合金等實(shí)驗(yàn)，在未來可以實(shí)現(xiàn)新型導(dǎo)熱材料的國產(chǎn)化，相對應(yīng)的模具設(shè)計(jì)技術(shù)也逐漸成熟；而預(yù)計(jì)到2020年我國將研發(fā)出可以有效降低成本模具的新興技術(shù)，從而對于汽車原件進(jìn)行等量高價(jià)值的應(yīng)用和推廣，并且應(yīng)用對應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行小批量生產(chǎn)，進(jìn)而達(dá)到世界先進(jìn)水平，在塑料產(chǎn)品的研發(fā)和制造中更加創(chuàng)新發(fā)展。

1.2 環(huán)保制造模具技術(shù)

1.2.1 現(xiàn)狀。未來塑料零件成型模具的應(yīng)用更側(cè)重于低污染、節(jié)能材料的應(yīng)用，而模具技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)的重要因素。當(dāng)前我國在塑料制品環(huán)保研發(fā)以及穩(wěn)定性方面依舊有較大的差距，這類模具依舊需要進(jìn)口才能夠維持生產(chǎn)和應(yīng)用。

1.2.2 挑戰(zhàn)。在新型高光模具方面，當(dāng)前我國國內(nèi)高光模具技術(shù)已經(jīng)基本成熟，但普遍還是存在壽命低、硬度低的問題，在對應(yīng)專業(yè)性問題的解決和發(fā)展上依舊有較大的發(fā)展空間，在國內(nèi)的膜片印刷來說也是無法自給自足的，模具的生產(chǎn)自動(dòng)化水平降低，同時(shí)也需要解決模具所生產(chǎn)的產(chǎn)品與中下游企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈不配套的問題。

1.2.3 目標(biāo)。預(yù)計(jì)在2020年的時(shí)候，我國電磁預(yù)熱以及紅外加熱等高光模具技術(shù)在不斷的成熟，而在未來新型的加熱方式會(huì)讓高光模具達(dá)到世界先進(jìn)的水平。掌握復(fù)雜形狀的IMD/IML 技術(shù)也將會(huì)對汽車內(nèi)外飾件塑料成型模具有一定的影響，未來低壓一體注塑模具的發(fā)展也將深入到汽車內(nèi)飾件的塑料產(chǎn)品，并且是大量的、全方位的。預(yù)計(jì)到2030年的時(shí)候?qū)⒌蛪鹤⑺墚a(chǎn)品的設(shè)計(jì)發(fā)展的更為成熟，并且將模具技術(shù)發(fā)展到世界先進(jìn)水平。

1.3 高品質(zhì)外觀的塑料模具技術(shù)

1.3.1現(xiàn)狀。汽車的內(nèi)飾、外飾和家電家具、日用產(chǎn)品等多種物品的外觀覆蓋件大都需要有較為美觀的設(shè)計(jì)，也需要更為健康安全，在與人體接觸的過程中保證有較好的手感和安全性。這對于塑料成型模具的發(fā)展有更高的要求，需要實(shí)現(xiàn)制件的整體創(chuàng)新，在高品質(zhì)外觀的塑料模具以及技術(shù)研發(fā)方面需要建立更多的發(fā)展契機(jī)，不斷的完善相關(guān)技術(shù)。

1.3.2挑戰(zhàn)。當(dāng)前我國尚未完全成熟的發(fā)展出大型、復(fù)雜形狀的塑料注塑模具，突出的問題也表現(xiàn)在部分大型設(shè)備國內(nèi)不能夠自制，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平很低。國內(nèi)許多企業(yè)在剛開始注塑之后就更注重后壓模具的開發(fā)，并不具備深入發(fā)展的應(yīng)用條件，國內(nèi)對搪塑發(fā)泡模具技術(shù)依舊沒有熟練的掌握和開發(fā)，需要進(jìn)一步發(fā)展。

2 塑料模具實(shí)例：汽車大燈注射模具設(shè)計(jì)（ABS）

塑件質(zhì)量和體積較大，壁較厚，側(cè)壁及盒體的內(nèi)外均有較多孔或凸臺(tái)。

2.1 塑件成型工藝分析

型腔數(shù)目的確定：由于該塑件的外形尺寸及質(zhì)量都較大，所以一次所需塑料熔體注射量較大，且四個(gè)方向均需要借助側(cè)滑塊成型側(cè)壁的凸起或側(cè)孔，為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，以保證塑件精度，所以初步選定為一模一腔。

2.2 分型面的設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、推出方式、排氣方式以及制造工藝等多種因素，為保證塑件質(zhì)量，且便于塑件脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)，選定塑件分型面如圖，為垂直于開模方向、平面形式的單分型面。選擇此分型面可以減少對塑件外觀的影響，同時(shí)有利于設(shè)計(jì)排氣和冷卻系統(tǒng)以及成型嵌件的安裝，并且可以使塑件在開模后留在動(dòng)模，利用注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)中的頂出裝置帶動(dòng)塑件脫模機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)脫模，簡化了模具結(jié)構(gòu)。

2.3 澆口形式的確定

由于該塑件的外形尺寸及質(zhì)量都較大，壁較厚，盒體較深，所以一次所需塑料熔體注射量較大，且四個(gè)方向均需要借助側(cè)滑塊成型側(cè)壁的凸起或側(cè)孔，本套模具采用一模一腔的形式，考慮到塑件尺寸較大，若要使之易于充型，則應(yīng)選擇直澆口，由主流道直接進(jìn)料，故熔體壓力損失小，成型容易 。

3 結(jié)語

隨著汽車工業(yè)在當(dāng)前我國的不斷發(fā)展，塑料模具技術(shù)也在不斷相高效生產(chǎn)以及環(huán)保制造商靠攏，并且有多種創(chuàng)新的發(fā)展方向。低壓一體化的塑造模具以及注塑模具應(yīng)用都是汽車內(nèi)外飾件塑料成型模具發(fā)展所需要的。

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