探究汽車注塑件常見缺陷及處理方法

黃富家 鐵盛武 梁峻彬 唐山棚

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對私家車的需求也不斷增加，這在一定程度上促進了汽車行業(yè)的發(fā)展。汽車在特定的制造工藝中，注塑件容易出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，影響汽車的性能和外觀的實際使用。首先對汽車注塑件的典型缺陷進行了討論和分析，并對如何解決這些缺陷問題進行了探索和研究。為了有效解決汽車制造過程中存在的注塑件缺陷問題，應(yīng)該重視注塑件的整體質(zhì)量，從而可以保證用戶的駕駛體驗。

關(guān)鍵詞：汽車注塑;缺陷;處理

1 引言

汽車制造業(yè)的逐漸興起，使得汽車上塑料零件的應(yīng)用范圍越來越廣泛。注塑零件在汽車制造商中的應(yīng)用，可以促進汽車的節(jié)能環(huán)保，還能夠有效降低汽車的零件重量。汽車塑料零部件通常采用注塑成型的方法生產(chǎn)，所以生產(chǎn)時間短，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。但在實際的注塑工藝過程中，容易出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷，如屈曲變形、焊縫、凹痕、表面復(fù)制不良等。這些問題的產(chǎn)生，容易影響汽車內(nèi)外飾的整體質(zhì)量。因此，相關(guān)人員對此高度重視。

2 汽車注塑件典型缺陷分析

2.1 發(fā)生翹曲變形

如果實際制造的塑件形狀與設(shè)計的形狀出現(xiàn)較大的差異，如凹或凸，我們稱之為塑性屈曲變形。目前轎車在塑料注塑件的制造發(fā)展過程中，使用的PP材料與工程塑料相比，具有較低的彈性模量，所以在使用過程中抗變形能力較弱。一般來說，儀表板在邊界處自動注入容易發(fā)生屈曲變形，其中矩形在翹曲變形中表現(xiàn)明顯。如果汽車儀表板過長，且沒有設(shè)計加固結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)屈曲變形問題。翹曲變形的四個主要原因：（1）產(chǎn)品壁厚不均勻，使在填充過程中內(nèi)應(yīng)力較大;（2）進膠點位置設(shè)計不合理，造成內(nèi)應(yīng)力不均;（3）出料不良，如冷卻水設(shè)計不夠科學(xué)，缺乏合理性，出料不良：（4）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)缺乏合理性。由于轎車注塑件使用的是PP材料，其彈性模量低于工程塑料，所以容易出現(xiàn)屈曲變形，而且，容易發(fā)生汽車儀表板前沿部位變形的情況。

2.2 注塑件容易發(fā)生縮痕

縮痕是汽車塑料在實際制造過程中出現(xiàn)的缺陷，縮痕中常見的問題很容易出現(xiàn)在注塑件的表面，往往表現(xiàn)在注塑件局部出現(xiàn)在凹陷的表面。造成汽車塑料收縮痕的原因大多是在注塑件的局部位置進行冷卻，由于沒有有效的壓力進料措施，很容易造成汽車塑料收縮痕缺陷問題。汽車塑料收縮痕問題，通常出現(xiàn)在螺釘柱、加強筋突出物的背面，如局部位置的厚壁或注塑件。

所謂縮痕，是指注塑制品表面產(chǎn)生的凹陷，這一缺陷的發(fā)生，主要與以下原因：（1）控股的壓力，注入壓力是不夠的，保壓時間短，缺乏合理性，（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等壁厚的變化，等等，（3）模具溫度、熔體溫度超過一定的標(biāo)準(zhǔn)，冷卻不足。在汽車塑料零件中，最常見的縮痕位置是加強筋、螺絲柱的背面等。

2.3 存在表面復(fù)制不良問題

汽車塑料的另一個問題是仿形件的表面質(zhì)量缺陷，我們會在注塑成型的過程中具體地制造出仿形件，模具型腔表面不精確，塑件表面光澤不均勻的問題被稱為仿形不良。很多汽車在實際設(shè)計過程中對注塑件表面進行處理，會增加皮革的紋路，皮革的紋路效果越細(xì)膩，模塑件的復(fù)制難度具體就越高。此外，當(dāng)注塑產(chǎn)品的表面形狀有較多的規(guī)則，且彼此不相連時，就會因皮紋的空氣滯留而出現(xiàn)在表面上的復(fù)制不良。這通常是，如果汽車模型上的前門板紋路較多，但當(dāng)型腔連通性較差時，就會在塑料表面出現(xiàn)花斑的缺陷。

表面復(fù)制不良，是指在注塑成型時，無法準(zhǔn)確地仿模腔表面，體現(xiàn)在表面光澤度不均勻。通常，汽車塑料的表面會形成各種皮紋，皮紋的細(xì)致程度決定了注塑復(fù)制的難度，越細(xì)致，復(fù)制就越困難。另外，如果皮革的形狀很有規(guī)則，而且彼此之間沒有連接，那么就容易出現(xiàn)因皮紋被困住而導(dǎo)致注塑件表面復(fù)制的現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的原因有二：（1）空腔壓力不夠;（2）困氣。

2.4 虎皮紋質(zhì)量缺陷

虎皮紋通常在立柱、門板、儀表板、保險杠等較大面積汽車注塑件上出現(xiàn)，一般表現(xiàn)為表面缺陷，熔體流動方向和條紋互相垂直，進而會在汽車注塑件的表面形成老虎皮紋一樣的印跡，印跡的光澤效果是不同的。經(jīng)過仔細(xì)觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)，在流程較大，壁厚較薄的汽車注塑件上，容易產(chǎn)生虎皮紋缺陷。

2.5 熔接痕缺陷

所謂熔痕，是指熔融的塑料，分為兩種以上流動，經(jīng)過再相遇后，此時由于樹脂流動前部分冷卻氧化，進而很難完全融合的。熔接痕產(chǎn)生的原因主要有：（1）塑料流動性差，射出速度慢。（2）塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)對橡膠的流動有一定的影響，如孔位過多。（3）缺少科學(xué)的澆口設(shè)計，模具溫度過低。（4）一些異物如脫模劑、揮發(fā)物被卷入如塑料的匯流中，從而影響匯流，焊縫痕跡的出現(xiàn)不僅會對注塑件的美觀產(chǎn)生一定的影響，還會對注塑件的抗沖擊強度產(chǎn)生影響，因此，必須采取有效的清除措施。

2.6 毛刺

所謂毛刺是指在注塑成型過程中，模具合模線溢出，或者是一種脫模銷等間隙處，且在注塑品上殘留下來的剩余料邊。這種情況出現(xiàn)的原因為公母模的結(jié)合處，其精度相對較差，回收量較多，且在注塑成型過程中密封部位漏氣較弱，造成毛刺此外，在成型方面由于鎖模力不足，壓力和材料溫度過高。

2.7 開裂

開裂，包括零件表面絲狀裂紋、微裂紋、白色裂紋、龜裂以及由粘稠零件模具、澆道模具等引起的，根據(jù)開裂時間點脫模開裂和應(yīng)用開裂。在產(chǎn)品表面形成大的裂紋稱為開裂，一般有兩種原因，一是魏氏型產(chǎn)品表面內(nèi)應(yīng)力引起的;二是強行頂出，頂出力不平衡，頂桿數(shù)較少。

3 消除汽車注塑件典型缺陷的對策

3.1 消除翹曲變形缺陷

為了消除典型缺陷中的自塑性屈曲變形，需要從以上結(jié)構(gòu)設(shè)計中有效提高注塑件的強度。我們通常是在車上的儀表板上設(shè)計加強筋或其他加固結(jié)構(gòu)，有效地控制好汽車儀表板的長度，最好在汽車儀表盤的背面設(shè)置相應(yīng)的鋼筋，并定期加固鋼筋，從而避免了汽車的塑性屈曲變形現(xiàn)象。一般來說，在汽車儀表盤厚壁不增加的情況下，應(yīng)用鋼筋可以提高注塑件的強度，防止注塑件出現(xiàn)變形情況。

3.2 防止發(fā)生縮痕問題

在汽車塑料螺釘柱背面的縮痕缺陷問題上，需要在螺釘柱的根部增加凹坑結(jié)構(gòu)。添加凹坑主要是為了減少螺釘柱根部的等效厚度，它可以從最大程度上避免凹坑出現(xiàn)的問題。一般來說，當(dāng)量厚度越小，其表面出現(xiàn)缺陷的可能性就越大。當(dāng)塑件的壁厚與螺釘柱根部的等效厚度相近時，汽車注塑件出現(xiàn)縮痕的可能性很小。由于汽車是PP塑料材料，它的彈性模量較低，所以會造成汽車缺乏抗變形能力和產(chǎn)生塑料收縮痕。因此，汽車塑料設(shè)計者需要從結(jié)構(gòu)上不斷提高塑料材料的強度。

3.3 避免出現(xiàn)表面質(zhì)量不良

為避免汽車塑料表面重復(fù)出現(xiàn)不良缺陷的問題，需要在具體設(shè)計注塑件的過程中避免使用細(xì)膩的皮紋。由于缺乏型腔壓力就會導(dǎo)致汽車注塑件出現(xiàn)表面質(zhì)量不良，因此，我們在具體生產(chǎn)汽車注塑件的過程中，需要讓熔融的塑料復(fù)制模具表面有較大的壓力。通常情況下，采用高壓、高速、高溫的方法可以有效地避免熔體壓力的損失，從而方便了注塑件復(fù)制模具表面。

3.4 減少虎皮紋情況

減少汽車模具零件在蒙皮上的顆粒情況，需要合理控制材料的良好韌性，應(yīng)用聚對苯二甲酸丁二酯、增韌尼龍等，可以有效地虎皮紋現(xiàn)象的發(fā)生。另外，還可以合理控制汽車注塑件的壁厚，或者是單澆口填充縮短，可以有效降低熔體填充模具的阻力，從而使熔體流動趨于穩(wěn)定，從而達(dá)到減少虎皮紋現(xiàn)象的效果。此外，還從模具設(shè)計上避免了虎皮紋現(xiàn)象，通過擴大澆口的寬度和厚度，增加澆口直徑達(dá)到減少虎皮紋現(xiàn)象的效果，從而促進汽車制造整體質(zhì)量的提高。

3.5 減少熔接痕缺陷

（1）對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，調(diào)整到塑件的壁厚，然后對熔接點或位置進行優(yōu)化，或者是對孔的部分進行第一次密封，后期再進行第二次加工。（2）模具結(jié)構(gòu)，可適當(dāng)減少澆口數(shù)量，采用熱流道順序閥控制進入膠料，增設(shè)溢料井于熔接痕處，優(yōu)化融合角度。（3）在注塑成型過程中，在材料的選擇上，應(yīng)注意其流動性，同時應(yīng)減少脫模劑的使用，增加注塑壓力，加快填充速度，提高模具溫度，樹脂溫度。

3.6 消除毛刺缺陷

（1）優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，首先，為了便于清潔處理，要巧妙設(shè)計擦穿位，再者，要注意塑料用料涉及的溢料數(shù)值要高于排氣口深度。（2）優(yōu)化注塑工藝，降低注射壓力和保壓壓力，降低注射速度，控制模具和溶膠的溫度。

3.7 消除開裂缺陷

（1）造型材料的選擇上，注意選用分子量大，高強度的材料。（2）降低注射壓力和保壓壓力，噴射速度控制和最后階段的注射速度，延長冷卻時間，（3）模具設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，增加排氣，增加澆口區(qū)域的頂桿數(shù)量。

4 總結(jié)

總之，汽車常見的注塑件缺陷主要包括翹曲變形，表面復(fù)制、毛刺和縮痕，這些缺陷的出現(xiàn)與很多因素有關(guān)，如注塑材料和流程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具的設(shè)計等等。因此，在生產(chǎn)汽車塑料零部件時，應(yīng)不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高材料性能，提高汽車注塑件的質(zhì)量，避免出現(xiàn)缺陷。

簡而言之，材料、注塑工藝、模具設(shè)計和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都會影響汽車注塑件的質(zhì)量。因此，汽車塑料制造人員需要注意研究注射成型零件的一些典型缺陷，采取有效措施來解決這些問題，并對缺陷和汽車塑料材料及工藝進行調(diào)整，避免缺陷的發(fā)生。從而在實踐中提高汽車制造水平，逐步為客戶帶來更高效、高品質(zhì)的駕駛體驗。

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