汽車研發(fā)注塑件工藝流程及參數(shù)解析!

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塑料化是當今國際汽車制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢，尤其內(nèi)外飾上大部分件都是塑料件。內(nèi)飾塑料件大致有儀表盤配件、座椅配件、地板配件、頂板配件、方向盤配件、車門內(nèi)飾件、后視鏡以及各種卡扣和固定件；外觀塑料件有前后車燈、進氣格柵、擋泥板、倒車鏡。今天和大家一起聊聊注塑件的工藝流程及相關重要參數(shù)。
一
定義
注塑成型工藝是指將熔融的原料通過填充、保壓、冷卻、脫模等操作制作一定形狀的半成品件的工藝過程。
二
工藝流程
注塑工藝流程圖如下：
1 填充階段
填充是整個注塑循環(huán)過程中的第一步，時間從模具閉合開始注塑算起，到模具型腔填充到大約95%為止。理論上，填充時間越短，成型效率越高。但是在實際生產(chǎn)中，成型時間（或注塑速度）要受到很多條件的制約。填充又可分為高速填充和低速填充。
1）高速填充
高速填充時剪切率較高，塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形，使整體流動阻力降低； 局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因此在流動控制階段， 填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動控制階段， 由于高速填充， 熔體的剪切變稀效果往往很大，而薄壁的冷卻作用并不明顯，于是速率的效用占了上風。
2）低速填充
熱傳導控制低速填充時，剪切率較低，局部粘度較高，流動阻力較大。由于熱塑料補充速率較慢，流動較為緩慢，使熱傳導效應較為明顯，熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象，固化層厚度較厚，又進一步增加壁部較薄處的流動阻力。
2 保壓階段
保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實熔體，增加塑料密度（增密），以補償塑料的收縮行為。在保壓過程中，由于模腔中已經(jīng)填滿塑料，背壓較高。在保壓壓實過程中，注塑機螺桿僅能慢慢地向前作微小移動， 塑料的流動速度也較為緩慢， 這時的流動稱作保壓流動。由于在保壓階段，塑料受模壁冷卻固化加快，熔體粘度增加也很快，因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大， 塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止，此時保壓階段的模腔壓力達到最高值。
在保壓階段，由于壓力相當高，塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域，塑料較為密實，密度較高；在壓力較低區(qū)域，塑料較為疏松，密度較低，因此造成密度分布隨位置及時間發(fā)生變化。保壓過程中塑料流速極低， 流動不再起主導作用， 壓力為影響保壓過程的主要因素。
3 冷卻階段
在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設計非常重要。這是因為成型塑料制品只有冷卻固化到一定剛性， 脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時間占整個成型周期約70%～80%，因此設計良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時間，提高注塑生產(chǎn)率，降低成本。設計不當?shù)睦鋮s系統(tǒng)會使成型時間拉長，增加成本；冷卻不均勻更會進一步造成塑料制品的翹曲變形。由熔體進入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%經(jīng)輻射、對流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過熱傳導經(jīng)模架傳至冷卻水管，再通過熱對流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導，至接觸外界后散溢于空氣中。注塑成型的成型周期由合模時間、充填時間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中以冷卻時間所占比重最大，大約為70%～80%。因此冷卻時間將直接影響塑料制品成型周期長短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度， 以防止塑料制品因殘余應力導致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
4 脫模階段
脫模是一個注塑成型循環(huán)中的最后一個環(huán)節(jié)。雖然制品已經(jīng)冷固成型，但脫模還是對制品的質(zhì)量有很重要的影響， 脫模方式不當， 可能會導致產(chǎn)品在脫模時受力不均， 頂出時引起產(chǎn)品變形等缺陷。脫模的方式主要有兩種：頂桿脫模和脫料板脫模。設計模具時要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點選擇合適的脫模方式，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。對于選用頂桿脫模的模具， 頂桿的設置應盡量均勻， 并且位置應選在脫模阻力最大以及塑件強度和剛度最大的地方， 以免塑件變形損壞。而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的透明制品的脫模，這種機構(gòu)的特點是脫模力大且均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的遺留痕跡。
三
重要參數(shù)
注塑相關的重要參數(shù)如下：
1 注塑壓力
注塑壓力是由注塑系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)提供的。液壓缸的壓力通過注塑機螺桿傳遞到塑料熔體上， 塑料熔體在壓力的推動下， 經(jīng)注塑機的噴嘴進入模具的豎流道（對于部分模具來說也是主流道）、主流道、分流道，并經(jīng)澆口進入模具型腔，這個過程即為注塑過程，或者稱之為填充過程。壓力的存在是為了克服熔體流動過程中的阻力，或者反過來說，流動過程中存在的阻力需要注塑機的壓力來抵消，以保證填充過程順利進行。在注塑過程中，注塑機噴嘴處的壓力最高，以克服熔體全程中的流動阻力。其后，壓力沿著流動長度往熔體最前端波前處逐步降低， 如果模腔內(nèi)部排氣良好， 則熔體前端最后的壓力就是大氣壓。
響熔體填充壓力的因素很多，概括起來有3 類：
1）材料因素
如塑料的類型、粘度等；
2）結(jié)構(gòu)性因素
如澆注系統(tǒng)的類型、數(shù)目和位置，模具的型腔形狀以及制品的厚度等；
3）成型的工藝要素
2 注塑時間
這里的注塑時間是指塑料熔體充滿型腔所需要的時間， 不包括模具開、合等輔助時間。盡管注塑時間很短， 對于成型周期的影響也很小， 但是注塑時間的調(diào)整對于澆口、流道和型
腔的壓力控制有著很大作用。合理的注塑時間有助于熔體理想填充， 而且對于提高制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有著非常重要的意義。注塑時間要遠遠低于冷卻時間，大約為冷卻時間的1/10 ～1/15 ，這個規(guī)律可以作為預測塑件全部成型時間的依據(jù)。在作模流分析時， 只有當熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動注滿型腔的情況下， 分析結(jié)果中的注塑時間才等于工藝條件中設定的注塑時間。如果在型腔充滿前發(fā)生螺桿的保壓切換，那么分析結(jié)果將大于工藝條件的設定。
3 注塑溫度
注塑溫度是影響注塑壓力的重要因素。注塑機料筒有5～6 個加熱段， 每種原料都有其合適的加工溫度（詳細的加工溫度可以參閱材料供應商提供的數(shù)據(jù)） 。注塑溫度必須控制在一定的范圍內(nèi)。溫度太低，熔料塑化不良，影響成型件的質(zhì)量，增加工藝難度；溫度太高，原料容易分解。在實際的注塑成型過程中，注塑溫度往往比料筒溫度高，高出的數(shù)值與注塑速率和材料的性能有關，最高可達30℃。這是由于熔料通過注料口時受到剪切而產(chǎn)生很高的熱量造成的。在作模流分析時可以通過兩種方式來補償這種差值， 一種是設法測量熔料對空注塑時的溫度，另一種是建模時將射嘴也包含進去。
4 保壓壓力與時間
在注塑過程將近結(jié)束時，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，只是向前推進，此時注塑進入保壓階段。保壓過程中注塑機的噴嘴不斷向型腔補料，以填充由于制件收縮而空出的容積。如果型腔充滿后不進行保壓， 制件大約會收縮25%左右，特別是筋處由于收縮過大而形成收縮痕跡。保壓壓力一般為充填最大壓力的85%左右，當然要根據(jù)實際情況來確定。
5 背壓
背壓是指螺桿反轉(zhuǎn)后退儲料時所需要克服的壓力。采用高背壓有利于色料的分散和塑料的融化，但卻同時延長了螺桿回縮時間，降低了塑料纖維的長度，增加了注塑機的壓力，因此背壓應該低一些，一般不超過注塑壓力的20%。注塑泡沫塑料時，背壓應該比氣體形成的壓力高，否則螺桿會被推出料筒。有些注塑機可以將背壓編程， 以補償熔化期間螺桿長度的縮減， 這樣會降低輸入熱量，令溫度下降。不過由于這種變化的結(jié)果難以估計，故不易對機器作出相應的調(diào)整。
四
結(jié)語
由于汽車輕量化、低能耗的發(fā)展要求，汽車零部件的材料構(gòu)成發(fā)生明顯的以塑代鋼的變化。從國內(nèi)外汽車塑料應用的情況看， 汽車塑料的用量已成為衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標志。
如果有朋友對注塑模具設計感興趣，或者有業(yè)務需要開展

admin

不錯不錯，樓主您辛苦了。。。

注塑機廠家

幫你頂下哈??！

注塑技術(shù)網(wǎng)

我是個湊數(shù)的。。。

注塑網(wǎng)

這是什么東東啊