汽车注塑件外观缺陷分析及工艺优化策略研究

摘要：汽车塑料最早使用于 20 世纪 50 年代，相比于普通钢材料而言，汽车塑料具有质量轻、价格低的特点。汽车产量的不断增长，成为推动汽车塑料迅速发展的重要因素，现如今人们生活水平得到明显的提高与改善，对于汽车的环保性、美观度、节能性的要求就更高了，因此汽车轻量化与环保化成为现在汽车塑料的主要发展方向。汽车注塑件主要包括内饰件、外饰件、功能件、车灯及发动件等，其往往存在着充填不足、飞边、气穴、滞留、凹陷缩痕、翘曲、银丝纹、裂纹等缺陷。因此文章基于汽车注塑件外观缺陷分析的基础上，提出了相应的工艺优化策略。

关键词：汽车注塑件；外观缺陷；工艺优化；策略

随着汽车行业的快速发展，注塑件不仅应用在汽车内饰和外饰中保险杠、仪表板等装饰的零部件上，还应用在很多功能性的零部件上，甚至形成了以塑代钢的趋势。注塑件的优势明显，首先，注塑件能够实现汽车造型中较为复杂的特征。其次，注塑件能够实现汽车轻量化的要求，在节能减排的大环境下，至关重要。然后，也推进了环保与资源的可回收利用性。汽车结构中的塑料件大多由注塑工艺制成，注塑零部件外观也会出现各种缺陷，对汽车的外观质量造成影响，降低整车外观品质。因此探究汽车注塑件外观缺陷和优化措施十分必要。 一、汽车注塑件外观缺陷分析 （一）填充不足

填充不足。在注塑过程中，当注塑材料未能完全填满模具型腔，注塑件将出现“欠胶”缺陷，如果产品成型前，注塑材料冷却固化，制品则完全成为废品。填充不足是汽车外饰注塑件的典型缺陷之一，尤其在孔、柱、远离浇口等结构或部位更容易发生。汽车注塑件充填不足，主要是由于材料的流动性较差、浇口位置设计不合理或太少、产品的壁厚设计太薄、存在导致滞留设计的加强筋、产品厚度存在较大差异， （二）收缩痕问题

注塑件的收缩痕通常和表面痕迹有一定关系，而且是塑料从模具表面收缩脱离形成的一类注塑问题。收缩痕一般情况下都产生于壁厚突出位置，也常见于突起物区域。在塑料溶体状态下充模流动是造成收缩痕的主要原因。正常情况下，注塑工艺流程为，填充物填充到模具型腔中后，在填充的状态下，表层的溶体容易直接接触到模壁进而形成相应的固化层，中间的部分则处于熔融的一种状态，模具填充工艺完成后，表层开始冷却，而中间层则冷却速度较慢，这个过程如果没有做好压力的保障操作，那么中间层的冷却收缩会直接反映到表层，进而出现收缩痕。产生注塑件收缩痕的原因很多，主要有9类原因：一是塑料收缩率有所偏大；二是塑料流动性差，补塑及时性不强；三是注塑速度慢，注塑压力较低，冷却时间较短，造成制品表面不平；四是流道不合理，补塑到位率不高；五是作业浇口位置设计不当，无法满足于补塑工艺要求；六是模腔内塑料量不足；七是冷却阶段接触面过热，影响工艺质量；八是模具温度与塑料特性之间不相适应；九是注塑冷却效果不佳，产品产生收缩现象。总体来看，产品设计结构不合理， 在产品局部投料较厚的位置或者存有加强筋的部位，其中加强筋过高、过厚，存在明显的薄厚不一致情况，进而也就容易由此产生收缩痕。 （三）脱模不良

脱模不良是塑件成品无法从模具内脱出或脱模困难，伴随塑件成品的拉白、

龟裂等缺陷。这类缺陷主要是由于在结构设计时，没有在脱模方向上，针对材料的特性设置足够大的脱模斜度，无法从模具中顺利取出制品所造成的。 （四）水丝问题

水丝是注塑件表面的一道很长的针状银白色细纹，开口方向沿着料流方向。在塑件没有完全填满的时候，在模具部分区域流体前段粗糙，这一现象称之为银丝纹。水丝的形成可以基本排除注塑机本身问题、模具问题和成型工艺参数因素问题，造成水丝的实际原因主要是材料中含水量较高，原材料受到高温影响或者碳化物影响产生气体后，气体没有及时得到排除。流体一旦在模具内流动，则流体与模具之间应力加大，温度增高，产生的困气增多，水丝就越发明显。 二、汽车注塑件外观缺陷工艺优化策略 （一）填充不足问题相关工艺优化策略

填充不足的问题较为突出，切实解决填充不足问题是提升注塑件加工效果的关键。有效解决填充不足的实际问题，在排除了注塑机自身问题外，要从注塑工艺本身的参数设置入手，通过有效的参数设置才能提升注塑工艺的整体水平，进而避免填充不足问题的出现。通常情况下，可以采取3方面措施加以应对：其一是材料选取。一旦在汽车注塑件加工中出现了填充不足情况，应着手进行材料的检测，更换流动性更强的材料，继而满足于生产作业的实际需要，提升填充效果，确保注塑达标。其二是优化模具。模具设计不到位也容易导致填充不足问题的出现，因此积极解决填充不足问题要从优化闸口开设位置、塑料件壁厚入手，必要时要实行特殊设计，提升模具应用性。同时，要及时有效调整排气道，适当增加排气道，避免模具内温度失控。其三是注塑工艺的完善。在实际生产作业中，增加射胶容量，控制注塑熔融温度，调整注射速度、控制注射时间等一系列工艺完善措施都能避免注塑件的填充不足等实际问题。 （二）收缩痕问题相关工艺优化策略

收缩痕的出现直接影响汽车注塑件的使用安全性，影响整车外观水平。改善收缩痕的常见措施和方法有以下几点：一是调整射缸温度，确保温度能够符合加工作业标准。二是调整螺杆速度进而保持正确的螺杆表面速度。三是增加注塑量，确保注塑的作用能够达到预期的实际要求。四是正确投料，注意注塑压力和速度的控制。五是检查止流阀是否安装正确，避免压力非正常流失。六是有效降低并控制模具表面温度，确保产品有足够冷却时间。七是适当改进浇口位置，调整流道部位，避免压力过度损失。其八是结合实际材料特性及部件结构要求，适当控制模具温度。其九是适当调整产品结构，优化产品设计。 （三）脱模不良及相关工艺优化策略

为了保证成型的注塑件能够顺利脱模，模具必须要设置脱模斜度。一般设计为坐标轴方向或与其成一定角度，其大小要与材料的性能、几何形状、成型收缩率相关。但对于汽车外饰注塑件来说，一般在保证能够顺利脱模，避免出现拉白、龟裂等缺陷的前提下，要尽可能的降低脱模斜度。有皮纹的零部件要适当加大脱模角度。此外，如果简单的注塑件结构能够满足使用要求，则要避免将结构设计复杂化，以便于脱模，提高生产效率并降低生产成本。 （四）水丝问题相关工艺优化策略

水丝也是非常常见的一类注塑件加工问题。处理和减少水丝问题可以采取以下几方面措施：一是降低和减少原材料含水量及水分，进而保证加工质量。二是增大浇口或调整位置，降低流体剪切速度与剪切应力，适当降低模具温度。三是有针对性都改良模具排气系统，提升其散热水平。四是优化注塑工艺。增加注射

速度和注射压力，增加塑料熔料的温度和模具温度，增加螺杆背压和保压。 总之，汽车注塑件的缺陷直接对整车的外观以及使用功能产生不良影响。因此文章基于汽车注塑件外观缺陷的基础上，诸如填充不足、收缩痕、脱模不良等，进而提出了相应的工艺优化策略，期望能够起到一定的借鉴作用。 参考文献：

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