汽車注塑件外觀缺陷分析及工藝優化策略研究

苗玉慧 許秋海

（上海采埃孚轉向系統（煙臺）有限公司，上海 265500）

汽車注塑件外觀缺陷分析及工藝優化策略研究

苗玉慧 許秋海

（上海采埃孚轉向系統（煙臺）有限公司，上海 265500）

塑料零部件是汽車常見部件之一，該類零部件整體占比日益提升。因此，汽車注塑工藝在整車制造中發揮了非常重要的作用。做好汽車注塑件加工工藝的改進和優化，有助于避免注塑件外觀缺陷等實際問題。本次研究圍繞汽車注塑件外觀缺陷展開分析，研究的實效性較為突出，具有一定現實價值。

汽車；注塑件；外觀缺陷

隨著汽車工業的持續發展和汽車生產制造技術的有效創新，更多高效能和輕質量的產品被應用到汽車生產工業中。塑料零部件在汽車整車上占比越來越高，應用越發廣泛。常見的家用轎車中保險杠、散熱器格柵、尾燈裝飾罩等部件，儀表盤面板、裝飾條等內飾件都大量使用了塑料件，發動機艙中引氣管、油箱等也逐漸開始使用塑料件。汽車塑料件的成型工藝較為復雜，其中有吹塑工藝、吸塑工藝，還有發泡工藝。在各類塑料件加工工藝中，注塑工藝最為常見，不論是保險杠還是儀表板都是注塑的成品。在注塑件的實際制造過程中，因結構設計不到位、模具不合格或者材料不達標等問題影響，注塑件會出現各類的外觀缺陷，這些缺陷的存在直接影響到注塑件的外觀效果和質量，甚至會影響后期使用性能，有一定安全隱患。汽車注塑件的外觀缺陷問題表現形式多種多樣，常見的有填充問題、水絲問題等。展開汽車注塑件外觀缺陷分析及工藝優化策略研究具有一定的現實意義與價值。

1.汽車注塑件外觀缺陷分析

1.1填充問題

填充不足是指填充物難以填充整個模腔，進而導致后期注塑件質量下降的狀態。填充問題也被稱之為欠注或者注塑缺膠。注塑過程中因為填充不到位可能會導致汽車注塑件最終報廢，成為廢品，因此需要引起各方的廣泛注意。通常情況下，在注塑品的一些孔等位置容易出現填充不足現象。在模具內部排氣不到位情況下，注塑品其他位置也可能出現填充不足問題。造成填充不足的主要原因有4方面：

一是模具結構與實際成品的結構不一致，局部存在澆筑缺陷。

二是注塑中投料不達標，投料的數量和標準不達標，導致填充不到位問題的出現。

三是注塑工藝參數匹配度不高，如注塑溫度不達標、注塑壓力不穩、注塑速度過慢等，導致注塑不達標。

四是模具流道不合格，模具排氣不足，模具的實際溫度過低。

另外從注塑設備方面來看，注塑設備的塑化量不足或者加熱不到位、螺桿等設備磨損也會造成回料出現充模量不足。熱電器、發熱器等加熱設備或者系統出現故障也容易導致料筒溫度降低，進而影響填充效果。注射油缸當中的密封元件如果出現滲漏等問題也容易降低注塑壓力，同時射嘴內孔不合規或者角度不當也容易造成阻力過大，進而使注塑制品填充不足。總體上來看，填充不足是很常見的一類注塑件加工問題，而汽車注塑件的品質要求較高，從工藝優化角度出發，對相關工藝加以優化，進而提升注塑件的整體質量成為關鍵措施。

1.2收縮痕問題

注塑件的收縮痕通常和表面痕跡有一定關系，而且是塑料從模具表面收縮脫離形成的一類注塑問題。收縮痕一般情況下都產生于壁厚突出位置，也常見于突起物區域。在塑料溶體狀態下充模流動是造成收縮痕的主要原因。正常情況下，注塑工藝流程為，填充物填充到模具型腔中后，在填充的狀態下，表層的溶體容易直接接觸到模壁進而形成相應的固化層，中間的部分則處于熔融的一種狀態，模具填充工藝完成后，表層開始冷卻，而中間層則冷卻速度較慢，這個過程如果沒有做好壓力的保障操作，那么中間層的冷卻收縮會直接反映到表層，進而出現收縮痕。產生注塑件收縮痕的原因很多，主要有9類原因：

一是塑料收縮率有所偏大；二是塑料流動性差，補塑及時性不強；三是注塑速度慢，注塑壓力較低，冷卻時間較短，造成制品表面不平；四是流道不合理，補塑到位率不高；五是作業澆口位置設計不當，無法滿足于補塑工藝要求；六是模腔內塑料量不足；七是冷卻階段接觸面過熱，影響工藝質量；八是模具溫度與塑料特性之間不相適應；九是注塑冷卻效果不佳，產品產生收縮現象。總體來看，產品設計結構不合理，在產品局部投料較厚的位置或者存有加強筋的部位，其中加強筋過高、過厚，存在明顯的薄厚不一致情況，進而也就容易由此產生收縮痕。

圖1為收縮痕產生的基本過程。其中，淺色為流體，深色則為固化層。收縮痕的存在一定程度上直接影響著注塑件的品質和質量，使注塑件存有明顯的外觀缺陷，對于后期注塑件的長期使用造成一定影響。針對注塑件收縮痕問題，有針對性地對工藝加以改造和優化成為必然之舉和當務之急。

1.3水絲問題

水絲是注塑件表面的一道很長的針狀銀白色細紋，開口方向沿著料流方向。在塑件沒有完全填滿的時候，在模具部分區域流體前段粗糙，這一現象稱之為銀絲紋。水絲的形成可以基本排除注塑機本身問題、模具問題和成型工藝參數因素問題，造成水絲的實際原因主要是材料中含水量較高，原材料受到高溫影響或者碳化物影響產生氣體后，氣體沒有及時得到排除。流體一旦在模具內流動，則流體與模具之間應力加大，溫度增高，產生的困氣增多，水絲就越發明顯。

2.汽車注塑件外觀缺陷工藝優化策略

2.1填充不足問題相關工藝優化策略

填充不足的問題較為突出，切實解決填充不足問題是提升注塑件加工效果的關鍵。有效解決填充不足的實際問題，在排除了注塑機自身問題外，要從注塑工藝本身的參數設置入手，通過有效的參數設置才能提升注塑工藝的整體水平，進而避免填充不足問題的出現。通常情況下，可以采取3方面措施加以應對：

其一是材料選取。一旦在汽車注塑件加工中出現了填充不足情況，應著手進行材料的檢測，更換流動性更強的材料，繼而滿足于生產作業的實際需要，提升填充效果，確保注塑達標。

其二是優化模具。模具設計不到位也容易導致填充不足問題的出現，因此積極解決填充不足問題要從優化閘口開設位置、塑料件壁厚入手，必要時要實行特殊設計，提升模具應用性。同時，要及時有效調整排氣道，適當增加排氣道，避免模具內溫度失控。

其三是注塑工藝的完善。在實際生產作業中，增加射膠容量，控制注塑熔融溫度，調整注射速度、控制注射時間等一系列工藝完善措施都能避免注塑件的填充不足等實際問題。

2.2收縮痕問題相關工藝優化策略

收縮痕的出現直接影響汽車注塑件的使用安全性，影響整車外觀水平。改善收縮痕的常見措施和方法有以下幾點：

一是調整射缸溫度，確保溫度能夠符合加工作業標準。

二是調整螺桿速度進而保持正確的螺桿表面速度。

三是增加注塑量，確保注塑的作用能夠達到預期的實際要求。

四是正確投料，注意注塑壓力和速度的控制。

五是檢查止流閥是否安裝正確，避免壓力非正常流失。

六是有效降低并控制模具表面溫度，確保產品有足夠冷卻時間。

七是適當改進澆口位置，調整流道部位，避免壓力過度損失。

其八是結合實際材料特性及部件結構要求，適當控制模具溫度。

其九是適當調整產品結構，優化產品設計。

2.3水絲問題相關工藝優化策略

水絲也是非常常見的一類注塑件加工問題。處理和減少水絲問題可以采取以下幾方面措施：

一是降低和減少原材料含水量及水分，進而保證加工質量。

二是增大澆口或調整位置，降低流體剪切速度與剪切應力，適當降低模具溫度。

三是有針對性都改良模具排氣系統，提升其散熱水平。

四是優化注塑工藝。增加注射速度和注射壓力，增加塑料熔料的溫度和模具溫度，增加螺桿背壓和保壓。

結語

汽車注塑件缺陷問題直接影響著整車外觀和使用效能。本次研究圍繞汽車注塑件外觀缺陷展開，針對填充不足、收縮痕及水絲等實際問題展開分析并結合實際問題產生的原因提出了相應的工藝優化策略，繼而使研究的針對性和實效性得到保證，研究成果具有一定的借鑒意義。

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