汽車內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝研究

張宇航 趙欣

摘 要：優(yōu)化了汽車內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝參數(shù)，通過采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)組合，根據(jù)對包覆件的影響程度調(diào)整保壓時(shí)間、保壓壓力、模具溫度、熔體溫度、注射時(shí)間等參數(shù)，能夠有效地減少上飾板骨架翹曲變形量及降低包覆層的體積收縮率，從而提高制品的成型質(zhì)量，可為實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：汽車；內(nèi)飾件；軟皮注塑；包裹工藝

0.引言

從目前汽車行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，汽車內(nèi)視品已成為汽車開發(fā)的重點(diǎn)。汽車行業(yè)在發(fā)展的過程中，軟皮注塑包覆工藝是一種比較常見的工藝類型，將工藝應(yīng)用在汽車內(nèi)飾品的設(shè)計(jì)中，對表面感知質(zhì)量的提高意義重大。

1.內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝成型性分析

1.1內(nèi)飾件模型的建立

對于內(nèi)飾件模型的建立，需要使用UG軟件，將汽車的軟皮包覆上飾板三維模型圖建立起來。以某汽車的內(nèi)飾件模型建立為例，模型骨架壁的厚度和包覆層壁的厚度分別為度2.5mm、1.5mm。對各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合考慮之后，詳細(xì)掌握了模型的尺寸以及分析的精度，對于產(chǎn)品仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途W(wǎng)格的劃分利用的是表面網(wǎng)格 （Fusion Mesh）。而在對包覆層網(wǎng)格劃進(jìn)行分的時(shí)候，選擇的是全局網(wǎng)格，其邊長為4mm，在完成劃分之后，網(wǎng)格的最終數(shù)量為32937，節(jié)點(diǎn)數(shù)為16 471。骨架模型結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，在完成網(wǎng)格劃分及相關(guān)的檢查工作之后，還要對網(wǎng)格進(jìn)行修復(fù)[1]。

1.2澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

澆筑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涵蓋了澆筑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)兩個(gè)方面，因此需要分別進(jìn)行探究。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面。在設(shè)計(jì)澆筑系統(tǒng)的時(shí)候，采用一模兩腔的布置方式，上飾板骨架模型的澆注系統(tǒng)；在熱流道與冷流道連接處設(shè)計(jì)了熱澆口作為閥澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面。對于上飾板骨架模型的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，水管直徑、水管數(shù)目分別為10 mm、18條。水是冷卻的介質(zhì)，冷卻液入口溫度、冷卻液雷諾數(shù)分別控制為為25 ℃、10000。

1.3分析參數(shù)的設(shè)定

仿真實(shí)驗(yàn)的上飾板骨架選擇的是PP材料，包覆層選用的是TPE材料。上飾板骨架的成型過程是一種普通的注塑成型，具體來看選擇的是“熱塑性注塑成型”工藝類型，該工藝類型的分析序列為“冷卻+填充+保壓+翹曲”。對于上飾板包覆層的成型，其成型過程與上飾板骨架的成型過程不同，它屬于一種嵌件注塑成型，選擇的是“熱塑性塑料重疊注塑”工藝類型，從材料的特性來看，包覆層材料屬于熱塑性彈性體，因此成型的制品在回彈性方面比較強(qiáng)，不需要進(jìn)行翹曲分析，這就造成了其分析序列省去了冷血和翹曲兩個(gè)環(huán)節(jié)，僅有填充和保壓兩個(gè)環(huán)節(jié)。

2.基于田口試驗(yàn)法的軟皮注塑包覆工藝優(yōu)化

對軟皮注塑包覆工藝優(yōu)化的探究，可以從以下兩個(gè)方面出發(fā)加以考慮，一個(gè)是工藝參數(shù)對骨架翹曲變形量的影響及優(yōu)化，另一個(gè)是工藝參數(shù)對包覆層體積收縮率的影響及優(yōu)化。接下來，筆者將結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從上述兩個(gè)方面對基于田口試驗(yàn)法的軟皮注塑包覆工藝優(yōu)化進(jìn)行分析。

2.1工藝參數(shù)對骨架翹曲變形量的影響及優(yōu)化

首先，對試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于明確研究對象。骨架翹曲變形量和包覆層體積收縮率是實(shí)試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)對象。通常情況下骨架翹曲變形量越小，包覆層體積收縮率越低，成型制品的質(zhì)量就越高。其次，對試驗(yàn)指標(biāo)的分析。從以往翹曲產(chǎn)生的原因及研究經(jīng)驗(yàn)來看，將制品翹曲影響較大的熔體溫度、模具溫度、注射時(shí)間、保壓壓力及保壓時(shí)間5種工藝參數(shù)視為試驗(yàn)因子，每一個(gè)因子各取5個(gè)水平。

2.2工藝參數(shù)對包覆層體積收縮率的影響及優(yōu)化

首先，試驗(yàn)指標(biāo)。試驗(yàn)主要指標(biāo)為包覆層的最大體積收縮率。其次，試驗(yàn)試驗(yàn)因子及水平。制品體積收縮率影響較大的熔體溫度、注射時(shí)間、V/P 切換 （%體積）、保壓壓力及保壓時(shí)間5種工藝參數(shù)作為試驗(yàn)因子，每一個(gè)因子各取5個(gè)水平。熔體溫度最低水平取200℃ ，所有水平均在包覆層材料的推薦工藝范圍內(nèi)，其他因子的水平根據(jù)上一章的上飾板包覆層成型模擬分析結(jié)果確定，模具溫度以及骨架鑲件表面溫度設(shè)定為40 ℃ ，冷卻時(shí)間定為20 s。最終的研究結(jié)果表明，試驗(yàn)結(jié)果的影響因素中，按照影響程度，從大到小順序進(jìn)行排序，保壓時(shí)間影響最大，其后依次為保壓壓力、熔體溫度、V/P切換，最后是注射時(shí)間。

3.結(jié)語

總而言之，汽車內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝對汽車行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的影響，加強(qiáng)對汽車內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝的研究設(shè)計(jì)，可以提高汽車內(nèi)飾的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而提高汽車設(shè)計(jì)的質(zhì)量，獲取更為廣泛的市場。

參考文獻(xiàn)：

[1]張澤峰，錢柯宇，王輝，等.汽車內(nèi)飾件軟皮注塑包覆工藝研究[J].塑料工業(yè)，2017，45（1）：68-75.