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典型的汽車注塑件缺陷分析及其解決方法

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典型的汽車注塑件缺陷分析及其解決方法

發布日期:2018-08-18 作者:江蘇永宇汽車配件有限公司 點擊:

典型的汽車注塑件缺陷分析及其解決方法

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,從保險杠、裙邊和擋泥板等外飾件,到儀表板、門板和立柱等內飾件,再到前端框架、罩蓋和進氣歧管等發動機周邊零件,隨處可見塑料的存在。汽車塑料件大多數采用注塑成型,成型周期短,生產效率高,制造成本低。但注塑成型可能會產生較多的缺陷。小編搜集了5大典型的汽車注塑件缺陷及其解決措施。

一、虎皮紋

虎皮紋經常出現在保險杠、儀表板、門板和立柱等面積較大的汽車注塑件上,是一種波浪形條紋的表面缺陷,條紋大約垂直于熔體流動方向,在注塑件表面上形成光澤不同的刻印,看起來就像老虎皮上的花紋一樣,俗稱虎皮紋?;⑵ぜy容易產生在壁厚較薄、流程較大的注塑件上,它具有以下特征:(1) 注塑件表面出現呈周期性變化的明暗交替的條紋;(2) 條紋大致垂直于熔體的流動方向;(3) 條紋分為亮區和暗區,亮區的光澤度高,暗區的光澤度差;(4) 如果注塑件的外觀面是亮區,則背面是暗區,兩者交替出現。 

原因:

1.材料中的增韌材料越多,虎皮紋現象越容易出現。增韌材料在注塑過程中受到拉伸和剪切作用,產生微量形變,使熔體產生不穩定流動,從而導致虎皮紋產生。韌性差的材料就很少出現虎皮紋現象,如增強材料、非增韌尼龍、聚對苯二甲酸丁二酯等材料,在成型過程中很少有虎皮紋產生。應用于汽車注塑件的聚丙烯(PP),由于要求有較高的抗沖擊性能,添加了彈性體等增韌成分,非常容易出現虎皮紋缺陷。

2.注塑件的壁厚越薄,或充填流動距離越遠,流長比越大,熔體在充模過程中越容易產生不穩定流動,越容易產生虎皮紋。適當增加注塑件的壁厚,或縮短單一澆口的充填距離,可降低熔體的充模阻力,保證熔體流動的穩定性,有利于消除虎皮紋。但在汽車輕量化要求越來越高的今天,薄壁化是汽車注塑件的發展趨勢,因此通過增加壁厚消除虎皮紋不太現實。 

解決方法:

在模具設計方面,增加流道直徑,擴大澆口的厚度和寬度是消除虎皮紋的有效措施。澆口厚度最好達到壁厚的0.7-0.8 倍。此舉的目的是降低熔體在流道和澆口中的壓力損失,減小進入型腔時的出模膨脹效應。

在模具設計上,應盡量采用漸變過渡的直澆口、側澆口和扇形澆口,避免使用截面積逐漸縮小的潛伏澆口和點澆口。實踐證明,潛伏澆口、點澆口或很小的側澆口都很容易產生虎皮紋。

在注塑工藝方面,熔體溫度、模具溫度和注射速度是影響虎皮紋的幾個重要參數。一般來說,提高熔體溫度和模具溫度,調整注射速度,有利于消除虎皮紋。采用較低的注射速度有利于消除虎皮紋,因為低速下熔體流動更加穩定。

二、表面復制不良

表面復制不良是指注塑件在成型過程中不能精確復制模具型腔表面,表現為注塑件表面光澤不均。

成因:

1.很多汽車注塑件表面設計有皮紋,皮紋效果越細膩,注塑成型時就越難復制。2.皮紋形狀很規則,相互之間不連通時,很容易因皮紋困氣而導致表面復制不良。3.型腔壓力不足。此種情況下,設置的注塑工藝應能保證熔體在型腔中有足夠的壓力復制模具表面。

解決方案:

一般來說,高溫、高速和高壓( 簡稱三高工藝)有利于減小熔體壓力損失,使注塑件表面更好地復制模具表面。

避免困氣。當模具的排氣效果不好,或皮紋深度較大時,或注射速度過快使得型腔內的氣體來不及排出時,就會產生困氣,導致表面復制不良。

三、縮痕
縮痕產生在注塑件的表面,是指在注塑件表面形成的局部凹陷??s痕通常產生在注塑件局部厚壁的位置,或產生在加強筋、螺絲柱等突起物的背面。在汽車注塑件上,螺絲柱、加強筋或卡扣等結構的背面容易出現縮痕。

成因:縮痕是注塑件局部位置在冷卻過程中得不到有效的保壓補縮造成的。 

解決方案:

對于螺絲柱背面產生的縮痕,常用的改善措施是在螺絲柱根部添加火山口結構。降低等效壁厚。等效壁厚越小,注塑件表面就越不容易產生縮痕,當螺絲柱根部的等效壁厚接近注塑件壁厚T 時,注塑件基本沒有產生縮痕的風險。

汽車注塑件一般選用改性PP材料。與工程塑料相比,改性PP的彈性模量較低,抵抗變形的能力也低,需要從結構設計上保證注塑件的強度。常用的辦法是在產品設計中添加加強筋。加強筋的厚度選擇關系到注塑件表面是否產生縮痕。對結晶聚合物,由于結晶會產生后收縮,加強筋根部的厚度要適當薄些,建議不超過壁厚的1/3,否則容易在背面形成縮痕;而對于非晶聚合物,由于后收縮較小,加強筋根部的厚度可適當厚些,但建議不超過壁厚的1/2。加強筋尺寸設計不合理時,容易在背面形成縮痕。在允許的情況下將加強筋設計在兩個平面交接的過渡曲面背后,即使有輕微縮痕,由于護面的掩飾作用,也可以巧妙地將縮痕隱藏。

合理的結構件設計。汽車保險杠對外觀有嚴格的要求,即使注塑件上有輕微的縮痕,在噴漆后也會非常明顯地顯現,這就對結構的設計提出了更高的要求。汽車注塑件由于裝配的需要,常在外觀面的背后設計較多的卡扣??鄣某叽缭O計很重要,壁厚較薄則卡扣的強度不足,且在注塑時容易產生缺膠;壁厚較厚則會產生縮痕。最佳的解決措施是將卡扣根部壁厚減薄,既解決了卡扣的強度問題,又避免了縮痕,同時還保證順利注塑成型。而卡扣根部沒有進行減薄處理,注塑成型時容易產生縮痕。

四.熔接線

兩股料流相遇時,注塑件上就會形成熔接線。此時,熔體前沿的切線有一個夾角,這就是熔接線的匯合角,如下圖所示。匯合角的大小對熔接線的強度和清晰度有重要影響。根據Moldflow的分析準則,當匯合角>135°時,熔接線肉眼看不到,而且強度很高;當75°<匯合角<135° 時,熔接線比較清晰,但強度仍很高,通過處理,噴漆可以遮蓋熔接線;當匯合角<75°時,熔接線即使經過處理,噴漆仍無法遮蓋,而且強度較差。

解決方案:

對于汽車保險杠、儀表板、門板、裙邊等體積較大的注塑件,通常采用含有順序閥的熱流道來消除熔接線,一般是中間的針閥先打開,當熔體前鋒流過下一個針閥時,該針閥開啟,這樣就可以避免填充時在注塑件上形成較多的熔接線。即使采用針閥式熱流道,孔周圍的熔接線也難以消除,但在結構設計上也可以弱化。通常在孔的周圍增加凹槽等結構,擾亂熔接線的生成,從而起到淡化熔接線的效果。
在模具設計時,應避免澆口面對著孔,否則形成的熔接線難以調整。在注塑工藝上,該段采用較低的注射速度可以弱化熔接線,但加工溫度或材料熔體流動速率稍有波動時,注塑工藝就需要調整,這給生產造成了一定的困難。

五. 翹曲變形

翹曲變形是指注塑件的形狀與設計的形狀出現比較大的差異,通常為凸出或凹陷。 成因:汽車注塑件的設計常采用PP材料,與工程塑料相比,其彈性模量相對較低,因而抵抗變形的能力較弱,這就需要從結構設計上保證注塑件的強度。汽車儀表板前沿是容易變形的部位。 解決方案:在不增加壁厚的情況下,加強筋通??梢栽黾幼⑺芗膹姸?,改善注塑件的變形。但是,當加強筋設計不合理時,反而會增加注塑件的變形。 

本文網址:http://www.isratop.com/news/487.html

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