汽车注塑件表面常见缺陷及改善对策研究
作者:刘通
来源:《世界家苑》2018年第09
        要:注塑件是汽车常见零部件之一,汽车注塑件在生产过程中,经常会因各种因素的影响而导致形成各种缺陷,本文结合实际,总结分析了目前一些常见的注塑件表面缺陷及改善缺陷的相应对策,具有一定现实指导意义。
        关键词:汽车注塑件;外观缺陷;改善对策
        1前言
        伴随着汽车产业的快速发展和汽车零部件轻量化理念的流行,越来越多高效能和轻质量的塑料零部件被应用到汽车工业生产中。从空滤总成、进气管、进气歧管、水箱、保险杠、散热器格栅、裙边、扰流板和尾灯装饰罩等外饰件,到仪表板门护板、仪表板、立柱等内饰件,再到储油桶、油箱、洗涤壶、前端框架、罩盖和等都使用了大量塑料零件。
        汽车使用注塑件可以降低燃油的消耗,起到保护环境与资源的高效利用的效果。但是注塑
件的制做流程复杂,注塑件的成品经常受到注塑工艺、产品结构设计、模具设计与制造、原材料等因素的影响而导致出现不同的外观缺陷,这些缺陷的存在直接影响到注塑件的外观效果和质量,甚至影响后期使用性能而导致安全隐患。因此,分析汽车注塑件外观缺陷的原因,并提出有效的改善对策具有非常重要的现实意义与价值。
        2注塑件表面常见缺陷及改善对策
        2.1 熔接痕
        熔融的塑料填充型腔时,模具的温度低于熔体温度,从而使熔融的塑料在型腔中流动不顺畅,因为料流的前端部分先于其他部门冷却,进而导致多股料流难以完全熔合,最终在汇合处形成熔接痕。
        改善对策:减少浇口数量,提高模具的温度和流体的温度、增加注塑压力和速度、优化产品结构、改良模具的排气系统等。具体来讲,例如,如果熔接痕是由于熔料流动性不足导致的,那么要以制件的需求为基础,适当的将熔料的温度或者模具的温度提高,进而提高熔料的流动性;或者将浇口进行扩大,增加熔料汇合路径的制件厚度,从而达到降低汇合阻力
的目的。如果熔接痕是由于排气不畅造成的,那么可以将熔料的注射速度维持在一个较低的水平,必要的时候可以使用镶件的缝隙排气,并增加排气孔道。另外,避免熔接痕还可以选用模腔表面与熔料相互适应的脱模剂,尽量减少使用含硅脱模剂。
        2.2汽车凹陷翘曲变形
        在注塑成型的过程中,如果注塑件受到较大的应力作用,或者当大分子间的作用力超出塑料制件的承受能力时,就会导致塑料制发生翘曲变形。导致翘曲变形的应力作用分为外部应力和内部应力。外部应力对塑件的影响主要体现在顶出变形,导致的原因是不合理地设计模具顶出结构,以及成型工艺的环境比较差。内部应力的影响是指当塑料处于熔融状态时,因完成冷却收缩过程的时间过短,导致成大分子链在熔融加工中出现失衡,大分子间的作用力超出塑料制件的承受能力范围,进而造成制品的翘曲变形。
        改善对策:改善模具顶出机构的设计,合理优化注塑成型工艺参数,减少塑料的应力影响;让产品的壁厚维持在一个均匀的水平,适当的对加强筋进行强化;调整和优化胶口的位置,对冷却水的排布进行一定的强化,以增加进出水路的组数。
        2.3收缩痕
        收缩痕常形成于注塑件的表面,是注塑件局部位置在冷却过程中得不到有效的保压而导致塑料从模具表面收缩脱离,进而使注塑品表面产生了凹陷的缺陷。
        改善对策:对产品结构进行调整并对产品设计进行优化;对模具的结构进行合理的改进,改进浇口的位置及尺寸;对射料缸的温度进行调整;对螺杆速度进行调整;增加注塑量;根据塑料的特性及产品结构特征控制模具表面的温度;让产品有足够的时间冷却。
        2.4开裂
        在注塑成型时,塑料表面出现大裂纹的现象称之为开裂缺陷,一般有两种原因会导致开裂缺陷,一是因为塑料内部产生应力而导致表面开裂;二是硬行顶出过程中,因顶出力不够平衡、顶杆数较少而导致塑料表面开裂。
        改善对策:控制注射压力与保压压力在合理范围内,将顶出速度与最后一级的注射速度保持在合适水平并适当延长冷却的时间;选择强度大、分子量大的材料,缩减回收料的占比;改进模具设计,改良浇口的设计,调整浇口的位置,增加顶出面积及顶杆的数量。
        2.5毛刺
        毛刺又叫做批锋和毛边,指的是在注塑时,因溢出模具合模线,或者是脱模销等间隙处所产生的剩余料边。
        改善对策:经常检查和维修设备,防止锁模机及油缸密封元件因使用老化而导致滴油回流;对模具结构进行优化,保证排气口深度要比塑料材料的溢料值要低,尽量不要让浇口的位置出现在孔边;对注塑的工艺进行适当优化,降低注塑压力与保压压力,让注射的速度维持在一个相对较低的水平,并将模具与溶胶的温度控制在合理的范围内。
        2.6水丝
        水丝,也叫做银纹或白花,是在注塑件表面的一道很长的、开口方向沿着料流方向的针状银白细纹。造成水丝的主要原因是材料中的含水量比较高,原材料受到高温影响或者碳化物影响产生气体后,气体并没有及时得到完全排尽,最终导致水丝缺陷。
        改善对策:降低原材料的含水量;调整浇口位置或增大浇口,让流体的剪切速率与剪切应力维持在一个较低的水平,并适当的降低模具温度;对模具的排气系统进行针对性的改进,提高其散热水平。
        2.7流痕
        流痕指的是一种由于熔胶流动缓慢而引起的一种蛙跳痕迹,进而在产品表面形成波浪形的成型缺陷。
        改善对策:适当的增加熔胶流动速度和注塑压力,如果还未解决流痕的缺陷问题,那么要从原材料方面进行改进,增加原材料的熔融指数,因为熔融指数越高,材料的加工流动性就会越强,那么流痕现象就会越轻。
        2.8迟滞缺陷
        迟滞缺陷是指在产品壁厚薄弱的部位出现短射或是强度不足的现象,常存在于仪表板右下护板。
        改善对策:调整浇口的位置,让浇口放在产品离迟滞区域最远的位置,从而减少迟滞发生的时间,起到缓解迟滞的作用。
        2.9填充不足
        填充不足是指填充物不能完全填满整个模腔,进而导致后期注塑件质量下降的问题,也被称为欠注注塑缺胶。填充不足的缺陷常常出现在注塑品的一些孔等位置,此外,在模具内部排气不到位情况下,注塑品其他位置也容易出现填充不足的现象。
        改善对策:改善填充不足缺陷,在排除注塑机本身因素的前提下,首先检查材料,选择流动性更强的材料,提升填充的效果。其次,对模具的温度和注塑工艺进行优化和调整,最终消除填充不足所带来的外表缺陷。
        2.10 拉模
        由于设计时没有针对材料属性在脱模方向设置足够大的脱模斜度进而导致脱模不良或模伤、拉花等的现象称为拉模。
        改善对策:调整脱模斜度,要充分考虑制品的深度及制品的功能来设置正确的脱模斜度,进而保障制品能够从模具中顺利取出。
        3小结
        汽車注塑件因在实际制作过程中易受到多种因素的影响而导致表面具有缺陷,常见缺陷有熔接痕、翘曲变形、收缩痕、开裂、毛刺、水丝、流痕、迟滞缺陷、填充不足、拉模等。本文结合以上常见缺陷,对这些常见缺陷的改善对策进行了分析和总结,对汽车注塑件在实际制作过程中有效避免出现表面缺陷问题具有一定指导意义。
        参考文献
        [1]欧相麟,王大中,宁凯军,等.汽车注塑件典型缺陷分析及其解决措施[J].工程塑料应用,20141):51- 55.
        [2]吴广龙.汽车注塑件常见缺陷及处理方法 [J].科技资讯,201430):12-13.
        [3]张燕琴.注塑常见缺陷及解决方法[J].模具技术,20126):28- 30.
        (作者单位:柳州日高滤清器有限责任公司)