汽車車門內飾板產品微發泡和氣體反壓工藝介紹

盧蒙生

摘 要：汽車門板是汽車的重要組成部分，主要作用在于保障乘車人員安全，同時也能夠起到一定裝飾作用，因此工作人員在此方面一直予以重點關注。為滿足輕量化技術發展，微發泡技術在門板生產中逐漸擴大其應用規模，將氣體反壓與發泡技術相結合，能夠提升加工件的整體質量與效果。

關鍵詞：汽車車門內飾板 產品微發泡 氣體反壓工藝

中圖分類號：TS176.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）02（a）-0108-02

汽車技術發展，人們對于產品質量的要求也在相應提升，同時汽車產品自身結構功能也在日益完善與豐富，在節能環保安全等方面標準逐漸提升。要求提升的同時，需要技術提供支撐從而滿足生產工作的開展。

1 微發泡工藝簡介

1.1 工藝分類

發泡工藝指的是將一定比例的化學發泡劑加入到塑料中，利用注塑機將塑料融化，之后將其注入模具，受到模具的約束作用，發泡劑在模具內產生作用，從而獲得塑料制件，內部有氣孔結構而表面則呈現出韌結皮狀。物理發泡工藝，此種工藝指的是將超臨界N2或者是二氧化碳注入，經過混合從而形成擴散溶液，將其注入到型腔中。在注射的過程中壓力會發生變化，熱力學不穩定性也會發生變化，產生大量氣泡核，在冷卻與填充過程中，氣泡會逐漸變大并且固定，從而得到微孔發泡制品。

1.2 發泡原理

微孔塑料設計思想主要體現在泡沫塑料內部裂紋尺寸大于塑料泡孔時，泡孔不會使材料的機械性能降低，并且泡孔會使材料存在的裂紋尖端出現鈍化情況，使裂紋在應力作用下進一步發展的趨勢得到抑制，相應的材料性能就會得到提升。聚合物微孔發泡成型通常需要經歷的步驟包括聚合物或者是氣體均相體系形成、泡孔成核、長大、定型等階段。成型的過程十分復雜，成型機理存在差異并且對其產生影響的因素也不盡相同。聚合物/均相體系形成是發泡過程必要條件，會對泡孔核的形成、長大定型等環節產生影響。而氣泡核在形成過程中，會影響到氣泡核分布與孔密度；氣泡形狀與結構主要受到氣泡形狀影響；氣泡定型環節主要影響到氣泡長大結果能夠長久保持。

1.3 微發泡優勢

微發泡的優勢體現在產品質量能夠降低質量，并且其內部存在泡孔，產品內部發泡的程度不同，產品能夠節約的材料也是不同的。產品的機械性能會相應提升，制件不存在殘余應力，不存在下陷，或者是翹曲情況。氣泡壓力能夠均勻分布，從而使模腔內部容積與模避二者之間有效貼合。由于尺寸穩定因此能夠避免反復修改，從而使設計工作成本得到控制，制造成本能夠有效降低。產品成型周期能夠縮短，同時設備鎖模力能夠減小。塑料的成型周期能夠縮短到40%左右，在生產效率提升的同時使能耗能夠得到控制，從而使整體層面生產效率提升而成本得到了控制。注塑設備鎖模能力能夠達到40%左右，模具的能耗能夠降低從而使其壽命得延長。

1.4 技術規范

微發泡產品成型技術規范要求包括了以下方面內容，首先體現在對產品壁厚的要求，壁厚過大或者是過小都會對產品正常功能發揮產生一定的影響，因此在制作時需要對其嚴格控制，參考設計標準規范，并且應用相應的方法使其達成目標。骨位主壁與螺旋壁比值應該小于1，通常情況下對注塑此比值應該控制在0.6左右。而微發泡工藝對材料不存在任何要求。

2 技術應用于產品生產工作的局限性

此項技術不適用于對外觀有高要求的產品，如果單純利用發泡技術無法使產品的外觀質量得到保障，產品外觀通常會表現出銀紋等問題。產品表面除此前項問題還可能會存在流痕，如圖1所示。

此問題存在的原因在于產品在注塑的過程中，料流前鋒沒有遇到任何阻力，溶膠發泡，進而破裂并且被拉長，從而形成流痕。

3 解決問題需要的方法

如果單一應用發泡工藝對其范圍進行控制存在較大的難度，控制不當會導致其外觀出現流痕，因此解決此問題需要將微發泡與反壓工藝二者有效結合到一起。發泡程度可以利用模腔內部存在的反壓力進行控制，從而使產品外觀質量良好，并且內部泡孔密致，強度能夠達到實際應用需要。反壓成型技術應用通常是利用壓縮氣體使模具增壓，此項操作需要在熔體注射前，并且在模具填滿前需要保持一定的反壓壓力，從而將熔體壓向模具表面。此外，從時間方面來考慮，氣體壓力使制品外觀與腔型面接觸時間太長，要防止其由于收縮而與型腔面脫離。此項工藝應用于實際生產工作中需要的設備主要有注塑機和壓力控制設備。

4 微發泡+氣體反壓設計

設計工作首先需要考慮到密封性要求，由于反壓模具需要保持一定的壓力，因此需要將模具密封。模具分型面設計需要考慮到進氣要求，確保在塑料注料前型腔內部能夠保持一定的壓力，確保產品表面不存在發泡問題，從而使產品外觀質量得到保障。進氣設計需要確保均勻，產品表面出現發白現象則主要是進氣不均勻導致的。發泡劑選擇方面，如果微孔注射成型，需要重點考慮到發泡劑含量，作為一項重要工藝參數，會對產品質量產生嚴重影響。聚合物中需要保障氣體含量符合溶解度要求。發泡劑含量處于一定范圍內時，當其含量增加時，泡孔的密度也會隨著增大，同時其尺寸則會相應的減小。如果發泡劑的含量過低或者是不足，所生產的產品在氣孔尺寸方面則無法達到要求。如果發泡劑的含量過大，就會存在部分氣體無法有效溶解于熔體，此部分氣體在成核環節會首先進入到已存在氣相，從而使產品出現大量的氣泡，制作同樣在標準方面無法達成要求。因此企業需要通過多次試驗，考慮到不同的情況從而確定合理的發泡劑用量。發泡劑應用比例需要結合到產品壁厚進行控制，同時需要考慮到型腔壓力對其產生的影響，確保產品內部能夠發泡，避免產品外部發白。

對模具注射的溫度進行控制，如果模具注射的溫度過高，不僅會使塑料降解，同時氣泡破裂的可能性也會增大，從而導致氣泡內部氣體散逸，發泡數量就會人降低。如果注射的溫度過低，發泡擴散速度就會降低。因此需要將其溫度控制在合理的范圍內，實際生產工作過程中，如果物料外觀條件許可，并且在加工溫度范圍內，可以考慮到利用高溫使液體速度增快，從而使產品的生產周期能夠有效縮短。從模具加工方面來考慮，薄壁產品對加工的要求相對更高，即使誤差控制在毫米級別都會對產品造成嚴重的影響，包括了產品生產工作，產品的性能。成型工藝相比于常規工具對誤差更加敏感，因此對研配及加工要求更高。

5 結語

汽車產品增加改善了人們的生活，同時由于市場規模及需求的擴大，使產品技術與工藝獲得了新的發展。將發泡工藝與反壓技術結合到一起，能夠避免單一應用發泡工藝容易產生的質量問題，并且能夠使發泡工藝自身優點得以保留。汽車質量能夠降低，同時能夠降低能耗，使整體成本得到控制，提升企業經濟效益。

參考文獻

[1] 管中學，劉肖飛.汽車車門內飾板產品微發泡+氣體反壓工藝介紹[J].內燃機與配件，2016（11）：20-21.

[2] 劉臻青.化學微發泡注塑在汽車門內飾板的應用[J].汽車工程師，2017（4）：47-50.

[3] 王永華.汽車門內飾板嵌飾板制造工藝分析及質量控制[J].上海汽車，2011（6）：58-61.