商用車前面板縮印問題的分析優(yōu)化

丁文博

北汽福田汽車股份有限公司 北京 102206

1 商用車前面板縮印問題描述和技術(shù)要求

1.1 商用車前面板縮印問題描述

某輕卡車型是全新開發(fā)的一款輕卡系列換代車型，AUDIT評審提出“前面板7個卡接固定點凹凸不平影響美觀”，為產(chǎn)品背面7個固定點DOGHOUSE縮印導致的外觀缺陷?？s印問題是注塑產(chǎn)品的在冷卻過程中，塑料因熱效應(yīng)導致收縮，若這些收縮未能得到及時的補償，在塑料件壁厚不均勻位置（如背面有結(jié)構(gòu)、筋位等）會出現(xiàn)縮印。

1.2 商用車前面板的技術(shù)要求

（1）根據(jù)造型要求，前面板本體設(shè)計為整體式，最長1667mm，寬度563mm，采用上下部分色、中部三段網(wǎng)格孔結(jié)構(gòu)，上半部分為車身同色、下半部分為黑色細皮紋，中部網(wǎng)格位置為銀色金屬漆。前面板本體和車身采用螺栓連接方式，在前面板本體上端設(shè)計有7個DOGHOUSE，用來安裝B型簧片螺母[1]。

（2）根據(jù)前面板總成的技術(shù)要求及表面處理的噴涂要求，此次前面板總成的本體材料應(yīng)具備以下特點：①具有較小的表面硬度，能減輕行人受傷；②彈性好，具有較強的抗塑性變形的能力；③減振作用良好，在彈性范圍內(nèi)能吸收較多的能量；④滿足噴涂性能要求。

2 商用車前面板縮印問題原因分析

2.1 商用車前面板的材料選擇

此次前面板本體材料在設(shè)計初期考慮改性PP材料。PP材料的熔點溫度為164℃-170℃，熱穩(wěn)定性較好，分解溫度可達300℃以上，但成型收縮率較大為（1-2.5%），本身就具有較高的收縮率，在成型過程中容易出現(xiàn)縮印問題，低溫成型時易因分子配向而翹曲或扭曲，成型時其流動性能對溫度和剪切速率均較為敏感[2]。

2.2 商用車前面板的成型工藝影響

PP材料最常用的成型工藝為注塑工藝，其有以下優(yōu)點：

①能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確的制品；②成型周期短，一般制件只需30一60秒可成型，可實現(xiàn)自動化或半自動化作業(yè)。

注塑成型工藝的影響縮印問題的主要過程工藝參數(shù)如下：

（1）注射壓力：(一次壓)就是把成型材料在瞬間內(nèi)充填到模腔內(nèi)的壓力。

（2）保壓。（二次壓）原料充滿模腔后至澆口固化前作用在原料上的壓力。

（3）背壓：阻止螺桿快速向后退的力。

（4）注射速度：螺桿前進的速度。同注射壓力都是成型條件中重要項目之一。

2.3 商用車前面板的結(jié)構(gòu)設(shè)計和成型模具影響

（1）前面板的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計。前面板設(shè)計的產(chǎn)品壁厚為2.5mm，出現(xiàn)縮印處的DOGHOUSE筋位根部壁厚為1mm，高度最高為18mm，考慮產(chǎn)品拉脫力和斜頂脫模斜度要求，根部位置無法再做減薄。根據(jù)PP材料的收縮特性，同一塑料件型腔的各部分壁厚應(yīng)盡可能均勻一致，筋位設(shè)計壁厚不超過產(chǎn)品壁厚的1/3，此前面板本體產(chǎn)品的筋位結(jié)構(gòu)設(shè)計壁厚比約為1：2.5，在表面易出現(xiàn)縮印問題。

（2）前面板本體的成型模具影響。初始的模具方案設(shè)計，采用六點順序閥澆口進膠的方式，通過模流分析，現(xiàn)有的澆口尺寸和數(shù)量，因產(chǎn)品本身網(wǎng)格線眾多，在注塑末端已經(jīng)出現(xiàn)速度和注射壓力的衰減，無法滿足增加注射速度及保壓時間的要求，通過工藝參數(shù)調(diào)整無法徹底解決。

銀隆公告稱，公司新一任董事會、監(jiān)事會及公司管理層在履職過程中，發(fā)現(xiàn)原董事長魏銀倉、原總裁孫國華涉嫌通過不法手段，侵占公司利益金額超過10 億元。目前，公司已向珠海市中級人民法院提起民事訴訟、向珠海市公安局經(jīng)偵支隊進行報案，相關(guān)機構(gòu)已正式受理。

3 商用車前面板表面縮印的改善措施驗證

根據(jù)前期分析的材料選擇、成型工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具問題，針對前面板縮印問題，對相關(guān)的影響因素進行以下多輪驗證：

第一輪：工藝優(yōu)化，由于表面縮印，調(diào)整注塑工藝，將注塑壓力由80Mpa調(diào)整到100Mpa，模具溫度由20度提高到60度，并增加保壓和背壓壓力；

第二輪：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由于產(chǎn)品抱緊力大不易脫模，表面縮印及頂傷產(chǎn)品等問題，將前面板反面11處圓形筋由2mm降到0.5mm，并增加十一頂塊；前面板DOGHOUSE反面的壁厚局部由3mm到3.5mm；產(chǎn)品壁厚整體加到3mm，DOGHOUSE根部壁厚由1mm減到0.8mm。

第三輪：模具優(yōu)化，將模具DOGHOUSE處的頂塊表面精度進行調(diào)整優(yōu)化及模具澆口尺寸與位置進行調(diào)整，將前面板模具六個順序閥澆口，更改到十一個順序閥澆口，調(diào)整原材料硬度，嘗試對DOGHOUSE后側(cè)進行避空

第四輪：結(jié)構(gòu)更改，將前面板三個位置縮印嚴重的DOGHOUSE去除，采用超聲波焊接方法將DOGHOUSE與前面板本體連接[3]。

4 結(jié)論

4.1 前面板結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）根據(jù)PP材料特性，產(chǎn)品反面結(jié)構(gòu)不應(yīng)設(shè)計在產(chǎn)品大平面上（如DOGHOUSE，加強筋），易引起表面縮印問題，應(yīng)設(shè)計在產(chǎn)品R角及弧面處，PP材料反面有結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，盡量減少使用高光噴漆工藝，應(yīng)使用亞光噴漆工藝或皮紋工藝。

（3）前面板造型和結(jié)構(gòu)評審不到位，由于前面板整體結(jié)構(gòu)格柵網(wǎng)多，未采用分體結(jié)構(gòu)，增大注塑壓力會造成網(wǎng)孔飛邊嚴重，造型原因無法過多增大注塑壓力，因此縮印改善效果不明顯。

4.2 注塑工藝的優(yōu)化措施

注塑工藝的控制或改善注塑制品的縮印問題，主要從以下幾個方面對成型過程中的工藝參數(shù)進行控制：①提高注射速度及注射壓力；②提高保壓壓力及保壓時間；③提高料筒溫度；④提高背壓；⑤延長冷卻時間。

4.3 模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施

（1）增加澆口及流道截面積，提高注塑速度，改善型腔末端的保壓效果。

（2）提高模溫，改善材料流動性，增加保壓效果。

（3）改善模具排氣。

（4）澆口數(shù)量設(shè)計在前期模流分析過程中，需對注射壓力的平衡性實施評審。

4.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施

（1）壁厚不均勻位置的膠位過渡要均勻。

（2）通過工藝和模具調(diào)整后無法根除的縮印位置，考慮修改整體式結(jié)構(gòu)為分體式結(jié)構(gòu)，并將安裝點由整體式修改為焊接式。