汽車塑料件成型加工技術(shù)

陳云鋒

武漢嘉華汽車塑料制品有限公司 湖北武漢 430090

一、汽車塑料件應(yīng)用優(yōu)勢

對于汽車行業(yè)來說，汽車材料會直接影響汽車生產(chǎn)技術(shù)水平，并且材料的質(zhì)量將直接影響汽車質(zhì)量與品質(zhì)。在我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求之下，我國汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)建設(shè)也面臨了更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。汽車工業(yè)的發(fā)展始終秉承節(jié)能環(huán)保、投入成本低、安全性高、舒適度高的原則，能夠促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)輕量化發(fā)展。塑料本身具備性能高、價(jià)格低以及加工簡單等優(yōu)勢特點(diǎn)，在汽車行業(yè)的應(yīng)用范圍十分廣泛。汽車塑料件應(yīng)用優(yōu)勢：一是汽車材料應(yīng)用塑料的最大優(yōu)勢是減輕車體的重量。輕量化是汽車業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以體現(xiàn)明顯的優(yōu)勢。一般塑料的密度為0.9～1.5g/cm3，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料密度也不會超過2g/cm3，而金屬材料中黃銅為8.4g/cm3、鋁為2.7g/cm3，這就使塑料成為汽車輕量化的首選材料；二是塑料成型容易，使得形狀復(fù)雜的部件加工十分便利。例如，儀表臺用鋼板加工，往往需要先加工成型各個零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多，而使用塑料可以一次成型，加工時(shí)間短，精度有保證；三是塑料制品具有非常強(qiáng)的彈性變形特性能，能夠吸收大量的碰撞能量，在受到強(qiáng)烈撞擊時(shí)能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的緩沖作用，對車輛和乘客都能夠起到保護(hù)作用。所以，現(xiàn)代汽車都會采用塑化儀表板和方向盤，以增強(qiáng)緩沖作用。汽車的前后保險(xiǎn)杠、車身裝飾條都采用塑料材料，能夠有效減輕車外物體對車身的沖擊力。另外，塑料制品還具有吸收和衰減振動和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性；四是塑料制品耐腐蝕性強(qiáng)，局部受損不會腐蝕。鋼材制品如果漆面受損或者先期防腐做得不好就容易生銹腐蝕，相比之下，塑料對酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板，如果用塑料做車身覆蓋件，十分適宜在污染較大的區(qū)域使用；五是塑料制品能夠根據(jù)塑料的組織成分，通過添加不同的填料、增塑劑和硬化劑制出所需性能的塑料，改變材料的機(jī)械強(qiáng)度及加工成型性能，以適應(yīng)車上不同部件的用途要求。

二、汽車塑料件加工發(fā)展現(xiàn)狀

在汽車輕量化發(fā)展推動下，汽車塑料件使用量逐漸增加。從發(fā)達(dá)國家對于汽車塑料件應(yīng)用來說，汽車塑料件已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)以及汽車制造水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)，近幾年我國在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非?？欤园l(fā)達(dá)國家汽車行業(yè)發(fā)展趨勢衡量來看，汽車行業(yè)對于改性塑料的年用量已經(jīng)超過了五十萬噸。科技發(fā)展，新型材料以新型生產(chǎn)工藝不斷出新，人們對于汽車生產(chǎn)質(zhì)量的要求也隨之提高，尤其是在現(xiàn)代汽車的安全性、環(huán)保性、舒適性以及美觀性等方面都有了更高的要求。在這樣的發(fā)展形勢下，我國汽車輕量化以及低成本化早已成為汽車工藝設(shè)計(jì)的主導(dǎo)性因素。

汽車塑料件是汽車行業(yè)重要的發(fā)展趨勢，汽車塑料件成型加工技術(shù)也逐漸受到行業(yè)關(guān)注。汽車塑料件在汽車零配件生產(chǎn)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車零配件節(jié)能環(huán)保性與功能多樣性，同時(shí)也能夠使汽車零配件生產(chǎn)工藝與制造工序更加簡潔化。利用塑料進(jìn)行汽車零配件加工有效降低了金屬資源的使用量，并且通過汽車塑料件的利用，有效降低汽車使用成本，汽車自重也在降低，使汽車節(jié)能減排效果更強(qiáng)。汽車在生產(chǎn)中，金屬零配件逐漸被塑料化零配件取代，汽車塑料件的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，但是汽車塑料件成型加工工作中也依然存在不穩(wěn)定的技術(shù)因素，這些不穩(wěn)定的技術(shù)因素讓汽車塑料件成型加工技術(shù)不能發(fā)揮出正常的應(yīng)用優(yōu)勢以及技術(shù)水平。

三、汽車塑料件成型加工技術(shù)現(xiàn)實(shí)意義

以當(dāng)前我國汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢來說，汽車零件與汽車配件逐漸向塑料化發(fā)展。汽車塑料件在保障汽車行業(yè)節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上，為汽車材料的功能性提供了更多的可能性，并且能夠有效簡化汽車零件與汽車配件的制作工藝以及制作工序。通過實(shí)踐應(yīng)用我們發(fā)現(xiàn)，汽車塑料件的投入使用后能夠有效降低汽車使用成本，降低汽車自重，同時(shí)能夠提供汽車節(jié)能減排效果。我們通常所說的汽車塑料件包括汽車門內(nèi)板、汽車頂棚以及汽車座椅等零配件。在汽車塑料件應(yīng)用與推廣過程中，汽車零配件逐漸由金屬化轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰匣?，并且也是汽車工藝生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的重要內(nèi)容。我國目前的汽車塑料件成型加工技術(shù)的應(yīng)用效果還并不完全穩(wěn)定，導(dǎo)致汽車塑料件成型加工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量受到一定影響。因此，我們在進(jìn)行汽車塑料件成型加工生產(chǎn)過程中，要綜合分析汽車產(chǎn)品加工制作情況，及時(shí)總結(jié)加工過程中存在的不足，進(jìn)一步明確汽車加工行業(yè)技術(shù)應(yīng)用方向以及實(shí)踐應(yīng)用策略，使汽車塑料件成型加工技術(shù)能夠逐漸穩(wěn)定化，能夠更好地服務(wù)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

由上文可知，塑料化是汽車行業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中的必然趨勢，能夠減輕汽車自重的基礎(chǔ)上，降低汽車運(yùn)行過程中的能源消耗。汽車塑料件成型加工技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新優(yōu)化是汽車塑料件生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的重要保證?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展孕育了許許多多的先進(jìn)化技術(shù)，在我國節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念的指導(dǎo)下，塑料件在我國汽車零配件生產(chǎn)中的應(yīng)用比例逐漸增大，能夠由客觀角度證明我國汽車塑料成型加工技術(shù)逐漸復(fù)雜化，既保證了汽車塑料件的重量，又保障了汽車塑料件的剛度和強(qiáng)度，并且在新型材料逐漸推出，也讓汽車塑料件的性能與形狀等方面都得到一定的提升。所以，汽車塑料件成型加工技術(shù)的應(yīng)用與推廣能夠有效提升汽車塑料件生產(chǎn)質(zhì)量。實(shí)際上，汽車塑料件成型加工技術(shù)目前在零配件生產(chǎn)加工的過程中也會受到一些方面因素的影響與限制，導(dǎo)致汽車塑料件的優(yōu)勢特點(diǎn)沒能更好地發(fā)揮出來。

四、汽車塑料件成型加工技術(shù)應(yīng)用分析

(一)汽車儀表板成型加工技術(shù)

從汽車整體結(jié)構(gòu)來說，儀表板具備安全性、舒適性、裝飾性以及功能性。汽車儀表板通常有硬質(zhì)儀表板以及軟質(zhì)儀表板兩種：硬質(zhì)儀表板通過是利用PP/EPDM礦物填充材料或耐熱ABS材料進(jìn)行直接性的注塑加工，這樣的成型加工方式成本比較低，并且工藝也比較簡單，但是硬質(zhì)儀表板的舒適性與裝飾性明顯欠缺，在A級車以下的車型應(yīng)用比較多。與硬質(zhì)儀表板相比，軟質(zhì)儀表板通常會利用骨架材料為支撐物，中間為發(fā)泡層，將PVC或TPO軟質(zhì)材料作為表面包覆材料，使整個儀表板色澤柔和，觸感良好，與皮革的質(zhì)感相似，通常在B級與B級以上的車型應(yīng)用比較多。儀表板的骨架材料要求具備一定的剛性，能夠支撐附著零件，使儀表板在高速與強(qiáng)烈振動情況下依然能夠正常運(yùn)行，并且儀表板骨架材料應(yīng)具備良好的吸能性，在出現(xiàn)意外事故時(shí)可以降低外力對于駕駛員以及副駕駛員的沖擊力。

(二)塑料車窗模內(nèi)貼膜成型加工技術(shù)

在汽車塑料件成型加工技術(shù)應(yīng)用過程中，能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)的汽車塑料件成型加工中純PC塑料的弊端，塑料車窗模內(nèi)貼膜成型加工技術(shù)的汽車車窗成型產(chǎn)品在使用過程中能夠依然保持堅(jiān)固的狀態(tài)。傳統(tǒng)的純PC塑料生產(chǎn)加工的車窗在出現(xiàn)意外時(shí)，如果車內(nèi)人員不能通過車窗來進(jìn)行逃生，有可能受到二次傷害，直接影響人們的人身安全。

在這樣的形勢下，通過科研人員的深入研究，使用PMMA吹塑薄膜工藝來生產(chǎn)車窗玻璃，在車窗玻璃處于膜泡冷卻線位置附近時(shí)存在微瑕疵，在處于張力狀態(tài)下的薄膜如果遭受反方向的沖擊力會出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，以便車內(nèi)人員及時(shí)逃生。塑料車窗模內(nèi)貼膜成型加工技術(shù)在運(yùn)用過程中，是把PMMA薄膜放置于汽車車窗模腔之內(nèi)，之后使用PC材料背部注射。塑料車窗模內(nèi)貼膜成型加工技術(shù)操作時(shí)，模具的高光澤表面易受影響，應(yīng)提高薄膜在模具中定位的精確性。

(三)雙組分成型加工技術(shù)

在汽車塑料件成型加工過程中，TPE是一項(xiàng)造價(jià)成本比較高的材料，實(shí)際上整體型的TPE制品在市場中缺少一定的優(yōu)勢。雙組分成型加工技術(shù)作為一項(xiàng)傳統(tǒng)的塑料加工過程中表面處理方式，能夠?qū)PE制品包裹在汽車塑料件的表面，全面發(fā)揮TPE材料的優(yōu)勢特點(diǎn)，提升汽車塑料件表面觸感以及色性，能夠滿足不同類型的消費(fèi)者個性化消費(fèi)需求。雙組分成型加工技術(shù)主要分兩種：

多層無黏復(fù)合加工技術(shù)與復(fù)合型背部注塑加工技術(shù)，多層無黏復(fù)合加工技術(shù)操作中不需要加入黏結(jié)劑的成分，能夠保證汽車塑料件的清潔性與節(jié)能性，并且提升TPE材料與其他材料的復(fù)合程度。TPE材料中并不含有任何的重金屬氣味，也不容易滋生細(xì)菌，所以能夠營造健康舒適的綠色環(huán)境。雙組分成型加工技術(shù)能夠有效提升汽車塑料件的基本性能，能夠進(jìn)一步確保汽車塑料件生產(chǎn)質(zhì)量；復(fù)合型背部注塑加工技術(shù)的應(yīng)用過程中主要用于汽車零配件干漆膜化，能夠有效避免汽車噴漆以及涂裝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)排放至大氣中，導(dǎo)致人們身體健康受到影響。同時(shí)，汽車注塑制品不再次涂裝，能夠順應(yīng)我國汽車免噴涂化的發(fā)展形勢。

(四)特種管材可熔型芯注射中空成型技術(shù)

可熔型芯注射中空成型加工技術(shù)實(shí)際上是以低熔點(diǎn)的金屬物用作注射模具的模芯，以此來生產(chǎn)一些內(nèi)外表面形狀都比較復(fù)雜，同時(shí)對于光潔度與內(nèi)部尺寸都有精準(zhǔn)性要求的中空塑料制品。熔芯注射中空成型加工技術(shù)依照以下原理進(jìn)行：

利用低熔點(diǎn)合金來進(jìn)行可熔型芯制作，直接將可熔型芯作為汽車塑料件放進(jìn)模具中進(jìn)行操作制件，從模腔中取出，之后進(jìn)行可熔型芯加熱，直到型芯熔化為止?？扇坌托咀⑸渲锌粘尚图夹g(shù)在應(yīng)用過程中要注意的是，不能在塑料注射時(shí)將型芯熔化；要選擇不具備腐蝕性的塑料用作可熔型芯，選擇的型芯金屬熔體也要避免腐蝕性；合理控制加熱溫度，使型芯熔化環(huán)節(jié)中，汽車塑料件的形狀不會發(fā)生改變。可熔型芯注射中空成型技術(shù)通常會用于汽車多頭集成進(jìn)氣管、燃油管以及汽車進(jìn)排氣管等零配件的制作。可熔型芯注射中空成型加工技術(shù)制作的管材件通常內(nèi)壁都比較光滑，能夠有效降低液體或氣體流動過程中的阻力，進(jìn)而降低能源消耗。并且可熔型芯注射中空成型管不同部位的壁厚能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)空間比較大，能夠有效降低加工過程中對于塑料原料的消耗，達(dá)到降低重量與降耗的目的。

(五)高光無痕注射成型技術(shù)

對于汽車塑料件生產(chǎn)加工過程中，高光無痕注射成型技術(shù)是通過蒸汽爐產(chǎn)生蒸汽、高溫水或是冷卻水，利用快速交換來進(jìn)行塑料件成型周期之內(nèi)模具溫度控制，以此來消除塑料件表面出現(xiàn)的波紋、熔接線或銀絲紋等，能夠消除塑料件表面縮水問題，保證塑料件表面光潔度能夠達(dá)到鏡面水平，維持塑料件表面狀態(tài)達(dá)到無痕效果，實(shí)現(xiàn)塑料件免噴漆化目標(biāo)?？梢?，高光無痕注射成型加工技術(shù)的環(huán)保性非常強(qiáng)。高光無痕注射成型加工技術(shù)包含高光澤塑料材料、高光注塑模具、模溫溫控設(shè)備以及注塑機(jī)和注塑工藝，主要進(jìn)行汽車液晶顯示器以及汽車內(nèi)飾件、車燈等產(chǎn)品生產(chǎn)，尤其是高光無痕注射成型技術(shù)生產(chǎn)的車燈在電鍍處理下能夠達(dá)到鏡面的效果，利用高光電鍍技術(shù)來提升汽車車燈反射效果。

結(jié)語

在汽車行業(yè)發(fā)展過程中，把塑料應(yīng)用到汽車材料生產(chǎn)中，使汽車工業(yè)逐漸向汽車塑料化發(fā)展。通過合理進(jìn)行汽車塑料成型加工技術(shù)應(yīng)用，以實(shí)踐角度為基礎(chǔ)，通過明確的技術(shù)應(yīng)用問題來優(yōu)化汽車塑料成型加工技術(shù)應(yīng)用控制方法策略。將汽車儀表板成型加工技術(shù)、塑料車窗模內(nèi)貼膜成型加工技術(shù)、雙組分成型加工技術(shù)、特種管材可熔型芯注射中空成型技術(shù)以及高光無痕注射成型等技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的汽車塑料件生產(chǎn)工作中，將實(shí)踐應(yīng)用與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求相結(jié)合，全面發(fā)揮汽車塑料件成型加工技術(shù)應(yīng)有的作用與效果。相關(guān)技術(shù)人員要加強(qiáng)科研成果的轉(zhuǎn)換，將更多的研究成果應(yīng)用到實(shí)踐中，使我國汽車產(chǎn)業(yè)能夠高質(zhì)量健康發(fā)展。