汽車零件注塑生產(chǎn)的應用與實踐論文

　　1 前言

　　汽車用塑料量的多少已成為衡量汽車設計和制造水平高低的重要標志，目前國內汽車的材料約10%以上由塑料構成，塑料在汽車中的應用范圍正在由汽車內部裝飾擴展到汽車外部結構，除聚烯烴材料近來在汽車領域的應用量大增外，聚氨酯、增強復合材料等在汽車的運用也日益增加。注塑件在汽車零部件所占的比例越來越高，注塑產(chǎn)業(yè)也成為汽車產(chǎn)業(yè)供應鏈上最為關鍵的環(huán)節(jié)。

　　2 車用塑件成型重點要素

　　由于汽車復雜零件的塑料件有與眾不同的特殊性，所以其注塑成型在設計上需要充分考慮到如下因素，材料的干燥處理、玻纖增強材料對螺桿的新要求、驅動形式及合模結構等。

　　首當汽車保險杠、儀表板等常用的樹脂材料為改性PP和改性ABS等改性樹脂時，樹脂材料有不同的吸濕性，為滿足成型時的水份含量要求(一般要求≤0.2%)，樹脂原料在進入注塑機螺桿預塑計量之前，都要經(jīng)過熱風干燥或除濕干燥處理。 改性PP(PPEPDM)樹脂的吸濕性較小，一般采用熱風干燥機在80—100℃的條件下2—3h即可。改性ABS(PC/ABS)的吸濕性較強，在成型干燥前，應用除濕干燥機進行除濕干燥處理。我們在設計汽車復雜塑料零件成型系統(tǒng)上充分考慮了除濕干燥系統(tǒng)功能運用。

　　目前國內汽車用塑料件基本上為無玻璃纖維增強的塑料制品，與使用含有短切玻璃纖維增強的樹脂相比，成型無玻璃纖維增強塑料件所用注塑機的螺桿的材質和結構有較大的不同。注塑機在設計時，要注意螺桿料筒的合金材質和特殊的熱處理加工工藝，保證它的耐腐性和強度。

　　由于汽車零部件與常規(guī)產(chǎn)品不同，它的型腔面十分復雜，受力不等、應力分布不均，在設計中重點考慮它所需的加工能力。注塑機的加工能力體現(xiàn)在合模力和注塑能力(以最大理論注射容積來表示)兩方面。注塑機在成型制品時，合模力必須大于模具型腔壓力產(chǎn)生的開模力，否則模具分型面將會分開而成產(chǎn)生溢料。

　　確定注塑機合模力的公式如下：P合�！軵型腔×F/100。式中：P合模為注塑機的合模力(或稱鎖模力)KN;P型腔為模腔平均壓力，MPa，與制品結構形狀、精度要求和每模型腔數(shù)等有關，取值范圍一般在25-40MPa之間;F為模具型腔，澆道和進料口的水平重疊投影面積CM3。為保證可靠的鎖模、注塑成型時的工藝鎖模力必須小于注塑機的額定鎖模力。注塑機的最大理論注射容積與注塑機合模力噸位相匹配，是注塑機在出廠前以聚苯乙烯(PS)為基準樹脂標稱出來的注射容量。

　　3 車用塑料零部件優(yōu)勢

　　3.1 汽車復雜塑料零部件的優(yōu)勢

　　塑料可以一次加工成型，加工時間短，精度有保證。塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強烈撞擊有較大的緩沖作用，對車輛和乘員起到保護作用�，F(xiàn)代汽車上都采用塑化儀表板和方向盤，以增強緩沖作用。前后保險杠、車身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車外物體對車身的沖擊力。塑料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。

　　塑料耐腐蝕性強，局部受損不會腐蝕。

　　通過添加不同的填料、增塑劑和硬化劑來制出所需性能的塑料，以適應車上不同部件的用途要求。更方便的是塑料顏色可以通過添加劑調出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍。 另一方面，汽車復雜零部件的注塑件特殊的外觀和尺寸要求提高了汽車注塑件的開發(fā)門檻和風險。Moldflow三維軟件幫助企業(yè)在產(chǎn)品設計階段分析塑件的成型可行性，通過對部品的變形及成型工藝的分析，評估并優(yōu)化產(chǎn)品設計，同時指導了下游廠商的模具及注塑優(yōu)化。

　　4 專用注塑機潛力大

　　泰瑞已推出新一代D系列汽車復雜塑料零部件專用注塑生產(chǎn)線。早在2013廣州CHINAPLAS國際橡塑展上已展示部份產(chǎn)品和技術。現(xiàn)在，泰瑞提供的汽車復雜塑料零部件專用注塑生產(chǎn)線注重能耗及速度，不僅能縮短循環(huán)周期，相應提高產(chǎn)能;還能降低能耗，直接減低成本，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、高響應速度、高重復精度等。

　　該生產(chǎn)線可生產(chǎn)的外裝飾件主要部件有保險杠、擋泥板、車輪罩、導流板等，內裝飾件的主要部件有儀表板、車門內板、副儀表板、雜物箱蓋、座椅、后護板等。鎖模力從600至3000噸，射膠量從1848克至47601克，直正二板設計，比一般大型注塑機約少于30%以上長度，快速15秒調模、節(jié)省換模時間，多項專利授權技術，特快開模行程，達700mm/s，以8秒完成開鎖模，自主研發(fā)計算器控制器。一般注塑成型汽車前后保險杠、儀表板等大型汽車塑料件的成型周期為60—100秒不等。 采用制作精良、冷卻系統(tǒng)好的注塑模具以及配合取件機械手會縮短成型周期。

　　5 結論

　　全球車用塑料消耗量正逐年增加，車用塑料部件已從內飾件到外飾件、結構件到功能件、動力系統(tǒng)到轉向制動系統(tǒng)等方向發(fā)展，特別是模塊化制件，因此開發(fā)汽車復雜零部件塑料件專用注塑成型系統(tǒng)仍將具有很大的發(fā)展空間。

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