車燈厚壁光導(dǎo)2K注射模設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：厚壁件;澆口;分型線;注塑模

1 塑件介紹

雙色注射模是將兩種不同顏色（不同材料）的材料，通過專門設(shè)計(jì)的模具和專用注塑機(jī)注射到同一副模具中，從而實(shí)現(xiàn)兩種材料基于一個(gè)塑件的目的[1]。圖1 所示為車燈厚壁光導(dǎo)塑件，外形尺寸為315 mm×280 mm×49 mm，第一射與第二射材質(zhì)相同，均為為透明PC。該產(chǎn)品厚度為49 mm，屬于厚壁光學(xué)零件，對(duì)產(chǎn)品的收縮、導(dǎo)光性和配光有很高要求。

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 分型線定義

產(chǎn)品為透明高光零件，對(duì)配光有嚴(yán)格的要求，分型線和鑲件線需避開光源的輸入面和輸出面（圖2）。考慮到產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)，第一射注射產(chǎn)品芯部，產(chǎn)品分型線定義在產(chǎn)品最大外形線;第二射注射產(chǎn)品外殼，定位在第一射和第二射結(jié)合部位（圖3）。

2.2 澆口設(shè)定

澆口位置選擇：產(chǎn)品整個(gè)型腔面為外觀面，澆口選擇在產(chǎn)品側(cè)面進(jìn)膠。因第二射的產(chǎn)品膠位全部在型腔側(cè)，正常無法布置澆口，故第二射產(chǎn)品局部做翻邊，為第二射產(chǎn)品的澆口搭接預(yù)留位置，即增加輔助進(jìn)膠位置（圖4）。

澆口類型及尺寸定義：產(chǎn)品塑膠原料為高溫透明PC，該材料流動(dòng)性比較差，通過模流分析模擬，澆口附近的內(nèi)應(yīng)力過大。為減少產(chǎn)品變形，采用側(cè)進(jìn)膠，澆口具體尺寸見圖5。

熱流道品牌選擇：產(chǎn)品兩次注射為同種透明PC，兩射成型的產(chǎn)品要求完美融合，不允許有任何色差或熔接缺陷，對(duì)熱流道的要求很高。因此本設(shè)計(jì)中的模具選擇HRS 品牌熱流道（圖6）。

2.3 冷卻設(shè)計(jì)

模具的溫度控制系統(tǒng)是保證成型塑件質(zhì)量的關(guān)鍵，模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善會(huì)導(dǎo)致制件產(chǎn)生缺陷[2]。產(chǎn)品對(duì)成型成型周期要求為55 s ，要求冷卻水路布置要充分。通過模流分析，產(chǎn)品兩端的翹曲變形很大（圖7），為此需要通過模具溫度調(diào)整來減少產(chǎn)品變形。模具水路設(shè)計(jì)時(shí)兩端的水路溫度需單獨(dú)控制，并且模具內(nèi)設(shè)計(jì)溫度傳感器，可以精確檢測和調(diào)節(jié)水路溫度（圖8）。

2.4 頂出及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

頂出系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)簡單、可靠、平衡[1]，產(chǎn)品整個(gè)成型膠位都在型腔側(cè)，并且前模要求拋光到SPI A1 效果，形成型腔真空。產(chǎn)品會(huì)粘在型腔側(cè)，在不影響產(chǎn)品外觀及功能的前提下，此套模具在產(chǎn)品側(cè)面（型芯）做了間斷性倒扣0.5 mm×0.5 mm×20.0 mm。整套模具設(shè)計(jì)56 支斜頂，其作用一方面開模時(shí)通過倒扣把產(chǎn)品留在后模，另外一方面開模時(shí)可平衡頂出產(chǎn)品（圖9）。

2.5 光學(xué)鑲件設(shè)計(jì)

前模花紋為配光作用，需使用4 萬轉(zhuǎn)或以上的高速機(jī)加工，精度±0.02 mm，光潔度Ra0.05 ;鏡面拋光至2.5# 鉆石膏，不可使用砂紙拋光，避免變形，花紋圓角不超過R0.20 mm ;為便于加工及調(diào)整，配光花紋位置需做成單獨(dú)鑲件（圖10）。

3 模具結(jié)構(gòu)介紹

圖11為模具結(jié)構(gòu)圖。該模具排位為2L+2R，熱流道采購HRS 品牌，4 點(diǎn)順序閥式。前后模芯采用進(jìn)口2343ESR 電渣鋼材，拋光性極佳，熱處理后硬度HRC48-50。光學(xué)花紋部位做成單獨(dú)鑲件，采用1.2343ESR 電渣鋼材，熱處理后硬度HRC50-52。斜頂采用1.2344 鋼材，熱處理后HRC46-48，并在表面進(jìn)行DLC 涂層，增加滑動(dòng)性及耐磨性。集水盤采用史陶比爾原裝集水盤，與客戶方注塑機(jī)匹配。頂針、中托司和邊鎖等標(biāo)準(zhǔn)件采用HSACO 原裝標(biāo)準(zhǔn)件。

4 試模驗(yàn)證結(jié)果

試模采用810T雙色成型機(jī)，經(jīng)過多種成型條件測試，得出最佳參數(shù)，前模模溫70℃，后模溫度90℃，第一段至第五段料溫分別為：290℃、285℃、280℃、275℃和270℃，保壓時(shí)間為4 s。產(chǎn)品狀態(tài)通過3D掃描檢測，檢測結(jié)果變形量比模流分析結(jié)果改善很多（圖12）。

5 結(jié)束語

該模具產(chǎn)品為厚壁、透明高光的光學(xué)產(chǎn)品，產(chǎn)品品質(zhì)要求極高。傳統(tǒng)方法采用厚壁成型機(jī)，產(chǎn)品不良率很高，氣泡、縮水以及變形等缺陷難以解決，成型周期高達(dá)300 s，生產(chǎn)成本很高。采用雙射成型工藝，大大縮短了成型節(jié)拍，成型周期實(shí)際為50 s，產(chǎn)品無氣泡、縮水缺陷，極大地改善了變形翹曲的問題。此模具結(jié)構(gòu)，值得推廣采用。