汽車后尾燈覆蓋雙色注射模設(shè)計(jì)

束偉軍，盧建生，鄔新橋

（江蘇文光汽車技術(shù)開發(fā)有限公司，江蘇丹陽 212325）

1 引言

目前有兩種不同塑料或者兩種相同類型的、不同顏色的塑料的雙色塑件，已經(jīng)在市場(chǎng)上盛行，并且雙色塑件的外觀更加漂亮，使用更加舒適。雙色塑件是使用兩個(gè)注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種的塑料或同一品種但不同顏色的塑料同時(shí)或先后注入模具型腔內(nèi)而成型，這種成型方法叫雙色注射成型。

近年來汽車車燈產(chǎn)品運(yùn)用雙色產(chǎn)品越來越多，尤其是在汽車后尾燈燈罩上使用的非常頻繁。

一般汽車后尾燈燈罩采用的雙色類型有單層雙色和雙層雙色。雙層燈罩一般也稱為覆蓋雙色，其中覆蓋也分全覆蓋和半覆蓋。內(nèi)罩可以按功能的需求設(shè)計(jì)造型結(jié)構(gòu)，滿足光線折射角度等需求，外罩可以滿足車身曲面造型的需求，達(dá)到表面光滑整體流暢一致，材質(zhì)選擇都是透明樹脂。注射成型方法根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)一般可分為先注射紅罩或先注射白罩（通常所說的先紅后白或先白后紅）。本文主要介紹的雙層設(shè)計(jì)方法，以及該類塑件結(jié)構(gòu)在注射成型過程中遇到的竄色問題以及解決方案。

2 塑件結(jié)構(gòu)分析

2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析

燈罩如圖1所示，最大尺寸706.7×95.6×36.5mm。塑件為上下疊層，上層無色透明，下層為紅色，雙色注射成型，第一次注射下層的紅色透明罩，第二次注射上層的無色透明罩，塑件背面為焊接筋結(jié)構(gòu)。

圖1 塑件3D圖

2.2 塑件材料成型特性

塑件采用汽車尾燈罩常用的“亞克力”（PMMA）材料，該材料是目前透光率最高的塑料，質(zhì)輕堅(jiān)韌，電氣絕緣性能較好。一般用于透明塑件，如窗玻璃、光學(xué)鏡片、燈罩等。最主要一點(diǎn)是它能與常規(guī)的燈殼材料采用熱板焊接方式固定。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該塑件設(shè)計(jì)為上下疊層或者叫上下覆蓋結(jié)構(gòu)，一般稱呼為雙色覆蓋模具。由于此類雙色模具的特殊性，該模具紅色燈罩進(jìn)膠的方式采用側(cè)向進(jìn)膠，覆蓋的無色透明部分采用正面針閥點(diǎn)澆口進(jìn)膠。依據(jù)塑件大小和公司注塑設(shè)備尺寸，模具采用1模2腔（左右件）方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

根據(jù)塑件尺寸和結(jié)構(gòu)，單澆口進(jìn)膠無法滿足工藝要求，經(jīng)過模流分析第一次注射紅色透明罩，采用2個(gè)側(cè)向澆口進(jìn)膠，如圖2所示。第二次注射無色透明罩，采用正面閥針式進(jìn)膠，澆口數(shù)兩個(gè)。這樣可以降低注射壓力，確保成型的塑件符合設(shè)計(jì)要求。閥針點(diǎn)澆口口面直徑控制在?2.5～?3mm，塑件面上內(nèi)凹0.2～0.3mm。這樣保證針閥澆口處痕跡小，并且不刮手。

圖2 第一、二射進(jìn)澆口方式

3.2 動(dòng)模、定模設(shè)計(jì)思路

總體的設(shè)計(jì)方法是先注射下層的紅色透明罩，注射成型完成后開模，因注射后是半成品件，第二次注射才會(huì)注射上層的白色透明罩，所以首次開模后塑件不頂出，半成品塑件吸附在動(dòng)模側(cè)，動(dòng)模側(cè)整體旋轉(zhuǎn)180°后再合模注射白色透明罩。完成后第二次開模后，此時(shí)成品件已完成，動(dòng)模側(cè)的成品在焊接筋底面扁頂桿的作用下頂出。每次注射后開模都會(huì)有一模半成品燈罩及一模成品燈罩產(chǎn)生。動(dòng)、定模結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 動(dòng)、定模結(jié)構(gòu)

3.3 動(dòng)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀分析，第一射紅罩塑件上有5個(gè)方形孔，在動(dòng)定模上采用凸臺(tái)對(duì)碰結(jié)構(gòu)，但要注意對(duì)碰面不能放在圓角處，且動(dòng)模側(cè)要比定模側(cè)高，減少塑件粘定模風(fēng)險(xiǎn)需。

塑件長度706.7mm，材料PMMA,單澆口注射塑件難以打足。經(jīng)過分析，采購2個(gè)側(cè)向進(jìn)澆口進(jìn)膠保證注射成型工藝符合要求（見圖4）。因塑件外觀要求，第二射塑件無色透明罩側(cè)面不能有進(jìn)膠口，通過分析進(jìn)膠點(diǎn)設(shè)計(jì)在表面針閥點(diǎn)澆口進(jìn)膠。上下兩個(gè)塑件一般不建議全部采用正面針閥點(diǎn)澆口，主要是防止正面澆口數(shù)量太多導(dǎo)致的外觀效果不良現(xiàn)象。兩個(gè)側(cè)面進(jìn)膠口進(jìn)膠和塑件本身結(jié)構(gòu)問題，會(huì)在塑件面上形成熔接痕，但是經(jīng)過第二次注射白色透明罩時(shí)，在料流的作用下紅色透明罩表面熔接痕會(huì)消失看不到。

圖4 第一次注射澆口

第一次注射后，紅色透明燈罩會(huì)留著動(dòng)模側(cè)，然后動(dòng)模側(cè)利用注塑機(jī)可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)180°，合模后進(jìn)行第二次注射。燈罩塑件與燈殼塑件連接方式采用熱板焊方式固定，所以燈罩焊接筋底面可以采用扁頂桿頂出方式，但須控制焊接筋底面的的痕跡，建議深度控制在0.2mm以內(nèi)。如圖5所示。

圖5 塑件頂出

3.4 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本模具為一般的覆蓋雙色模具，但與其他不同的是，該塑件第一次注射的紅色透明罩中間有5個(gè)方孔，在注射第二射無色透明塑件時(shí)，因?yàn)榱蠝貑栴}在料流動(dòng)過程中，會(huì)導(dǎo)致在料流動(dòng)同方向的方孔處，紅色塑件會(huì)“竄色”現(xiàn)象，這也是該塑件最需關(guān)注地方（見圖6）。

圖6 容易竄色區(qū)域

第二次注射白色透明罩時(shí)，因塑件結(jié)構(gòu)導(dǎo)致局部竄色現(xiàn)象是無法避免的也是最重要的一個(gè)問題。為解決這一關(guān)鍵問題，通過分析和試驗(yàn)，最終在第一次注射紅色透明罩的定模部分增加壁厚，增加部分要求順滑過渡，防止突變引起流痕缺陷，且可以保證塑件看不出增加的區(qū)域。對(duì)應(yīng)的紅色透明罩區(qū)域地方的減少部分壁厚，如圖7所示。

圖7 定模結(jié)構(gòu)調(diào)整部分

第一次注射紅色透明罩后，第二次注射無色透明罩時(shí)因料流方向和溫度的問題，通常會(huì)在上下塑件的局部結(jié)合或塑件變化的區(qū)域處產(chǎn)生竄色現(xiàn)象，具體出現(xiàn)的區(qū)域與料流方向有相對(duì)的關(guān)系。經(jīng)過分析和改進(jìn)，在第一次注射紅色透明罩局部減少壁厚，第二次注射無色透明罩時(shí)將竄色控制的改后的紅色透明罩區(qū)域內(nèi)。這樣在塑件正面既看不到竄色部分，又完美的解決此類問題，如圖8所示。

圖8 局部更改結(jié)構(gòu)

4 模具工作過程

模具合模第一次注射紅色透明罩，熔融材料通過側(cè)向上的2個(gè)澆口進(jìn)料，充填塑件的半成品側(cè)的區(qū)域。第一次注射半成品紅色透明罩完成后，動(dòng)模側(cè)整體旋轉(zhuǎn)180°后合模再次注射，第二次注射無色透明燈罩部分，是通過正面的2個(gè)針閥膠口同時(shí)進(jìn)膠，完成后無色透明燈罩部分注射完成，即可開模后取出塑件。

成品塑件一般使用機(jī)械手取件，取出成品塑件后，頂出系統(tǒng)通過頂桿板上的彈簧復(fù)位，接著模具合模注射。至此模具的一個(gè)工作周期結(jié)束。

5 結(jié)束語

設(shè)計(jì)該類覆蓋雙色燈罩塑件前，需要對(duì)塑件結(jié)構(gòu)做充分分析，對(duì)后續(xù)可能出現(xiàn)的問題做充分的考慮，尤其是此類塑件容易竄色部分的分析和驗(yàn)證。經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證，該汽車覆蓋后尾燈燈罩雙色注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，塑件符合設(shè)計(jì)要求，無任何影響外觀注射工藝缺陷，達(dá)到客戶期望值。