汽车零件注塑生产的应用与实践论文

　　1 前言

汽车用塑料量的多少已成为衡量汽车设计和制造水平高低的重要标志，目前国内汽车的材料约10%以上由塑料构成，塑料在汽车中的应用范围正在由汽车内部装饰扩展到汽车外部结构，除聚烯烃材料近来在汽车领域的应用量大增外，聚氨酯、增强复合材料等在汽车的运用也日益增加。注塑件在汽车零部件所占的比例越来越高，注塑产业也成为汽车产业供应链上最为关键的环节。

　　2 车用塑件成型重点要素

由于汽车复杂零件的塑料件有与众不同的特殊性，所以其注塑成型在设计上需要充分考虑到如下因素，材料的干燥处理、玻纤增强材料对螺杆的新要求、驱动形式及合模结构等。

首当汽车保险杠、仪表板等常用的树脂材料为改性PP和改性ABS等改性树脂时，树脂材料有不同的吸湿性，为满足成型时的水份含量要求(一般要求≤0.2%)，树脂原料在进入注塑机螺杆预塑计量之前，都要经过热风干燥或除湿干燥处理。 改性PP(PPEPDM)树脂的吸湿性较小，一般采用热风干燥机在80—100℃的条件下2—3h即可。改性ABS(PC/ABS)的吸湿性较强，在成型干燥前，应用除湿干燥机进行除湿干燥处理。我们在设计汽车复杂塑料零件成型系统上充分考虑了除湿干燥系统功能运用。

目前国内汽车用塑料件基本上为无玻璃纤维增强的塑料制品，与使用含有短切玻璃纤维增强的树脂相比，成型无玻璃纤维增强塑料件所用注塑机的螺杆的材质和结构有较大的不同。注塑机在设计时，要注意螺杆料筒的合金材质和特殊的热处理加工工艺，保证它的`耐腐性和强度。

由于汽车零部件与常规产品不同，它的型腔面十分复杂，受力不等、应力分布不均，在设计中重点考虑它所需的加工能力。注塑机的加工能力体现在合模力和注塑能力(以最大理论注射容积来表示)两方面。注塑机在成型制品时，合模力必须大于模具型腔压力产生的开模力，否则模具分型面将会分开而成产生溢料。

确定注塑机合模力的公式如下：P合模≥P型腔×F/100。式中：P合模为注塑机的合模力(或称锁模力)KN;P型腔为模腔平均压力，MPa，与制品结构形状、精度要求和每模型腔数等有关，取值范围一般在25-40MPa之间;F为模具型腔，浇道和进料口的水平重叠投影面积CM3。为保证可靠的锁模、注塑成型时的工艺锁模力必须小于注塑机的额定锁模力。注塑机的最大理论注射容积与注塑机合模力吨位相匹配，是注塑机在出厂前以聚苯乙烯(PS)为基准树脂标称出来的注射容量。

　　3 车用塑料零部件优势

3.1 汽车复杂塑料零部件的优势

塑料可以一次加工成型，加工时间短，精度有保证。塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘员起到保护作用。现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻车外物体对车身的冲击力。塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。

塑料耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。

通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂来制出所需性能的塑料，以适应车上不同部件的用途要求。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂调出不同颜色，省去喷漆的麻烦。有些塑料件还可以电镀。 另一方面，汽车复杂零部件的注塑件特殊的外观和尺寸要求提高了汽车注塑件的开发门槛和风险。Moldflow三维软件帮助企业在产品设计阶段分析塑件的成型可行性，通过对部品的变形及成型工艺的分析，评估并优化产品设计，同时指导了下游厂商的模具及注塑优化。

　　4 专用注塑机潜力大

泰瑞已推出新一代D系列汽车复杂塑料零部件专用注塑生产线。早在2013广州CHINAPLAS国际橡塑展上已展示部份产品和技术。现在，泰瑞提供的汽车复杂塑料零部件专用注塑生产线注重能耗及速度，不仅能缩短循环周期，相应提高产能;还能降低能耗，直接减低成本，实现节能环保、高响应速度、高重复精度等。

该生产线可生产的外装饰件主要部件有保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等，内装饰件的主要部件有仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等。锁模力从600至3000吨，射胶量从1848克至47601克，直正二板设计，比一般大型注塑机约少于30%以上长度，快速15秒调模、节省换模时间，多项专利授权技术，特快开模行程，达700mm/s，以8秒完成开锁模，自主研发计算器控制器。一般注塑成型汽车前后保险杠、仪表板等大型汽车塑料件的成型周期为60—100秒不等。 采用制作精良、冷却系统好的注塑模具以及配合取件机械手会缩短成型周期。

　　5 结论

全球车用塑料消耗量正逐年增加，车用塑料部件已从内饰件到外饰件、结构件到功能件、动力系统到转向制动系统等方向发展，特别是模块化制件，因此开发汽车复杂零部件塑料件专用注塑成型系统仍将具有很大的发展空间。