保險(xiǎn)杠注塑工藝小結(jié)

保險(xiǎn)杠注塑工藝小結(jié)（提綱）第一部分：概述原材料材料組成以及材料性能保險(xiǎn)杠等外飾零件主要采用的材料是PP＋EPDM以及滑石粉的改性產(chǎn)品。PP是一種結(jié)晶性，具有一定的收縮性，其收縮性受模具溫度影響，提供保險(xiǎn)杠產(chǎn)品一定的強(qiáng)度。EPDM是一種橡膠，可起到一定的吸收撞擊能量的作用，與PP共混，改善材料的拉伸性能和彎曲性能。添加滑石粉使材料的強(qiáng)度增加，以達(dá)到一定的性能要求。同時(shí)在材料中還添加了其它助劑，起到改善材料的反應(yīng)機(jī)理和調(diào)整收縮率的作用。在注塑工程中部分助劑還可起到一定的交聯(lián)作用，提高EPDM與PP之間的相互的結(jié)合，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的機(jī)械性能。材料的干燥和成型條件PP＋EPDM的吸水性較弱，干燥要求為80℃－100℃，干燥時(shí)間2－4小時(shí)。成型的工藝范圍較寬，通常的塑化溫度為210℃－260℃之間，注塑壓力在50－100Kgf/cm2左右。材料對(duì)油漆和裝配性能的影響PP＋EPDM的油漆性能在很大程度上取決與材料本身的性質(zhì)。由于PP本身的極性很弱，因此主要的油漆結(jié)合力取決于EPDM的分布情況，要求EPDM均勻地分布在產(chǎn)品表面，保證各個(gè)表面的油漆結(jié)合力一致。工藝中，要求在流體的流動(dòng)過程中形成適當(dāng)?shù)募羟辛?，通過PP和EPDM在流動(dòng)速度上的差異，將EPDM留在產(chǎn)品的外表面來達(dá)到油漆要求。但在實(shí)際的工藝控制中由于要求兼顧其它方面的產(chǎn)品質(zhì)量，這方面比較容易被忽略。PP＋EPDM對(duì)于產(chǎn)品尺寸上的影響主要是由于材料的模具收縮率引起。EPDM作為橡膠體，在壓力的作用下存在一定的可收縮性，因此在注塑壓力的作用下，EPDM有一定的收縮，而開模后產(chǎn)品又存在一定的彈性釋放。而PP作為結(jié)晶材料，在不同的溫度下，結(jié)晶的速度不同，會(huì)造成收縮率存在變化。在油漆過程中，二次烘烤會(huì)引起PP的再結(jié)晶，因此對(duì)產(chǎn)品的尺寸而言，存在的變數(shù)比較多。材料主要性能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響熔融指數(shù)：熔融指數(shù)考察的是材料的流動(dòng)性，熔融指數(shù)低，材料流動(dòng)困難不但會(huì)造成產(chǎn)品的表面的諸多缺陷，還會(huì)形成局部的尺寸偏小等問題。而熔融指數(shù)過高，流動(dòng)性過好，會(huì)使一定的壓力下，型腔內(nèi)熔體的量對(duì)注塑和保壓壓力十分敏感，用于控制尺寸的工藝的穩(wěn)定性變差。材料收縮率：材料收縮率的偏差必然導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸不良。對(duì)于PP＋EPDM而言除了材料本身的性質(zhì)外，收縮率還取決于產(chǎn)品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注塑速度、壓力和溫度。通常材料供應(yīng)商提供的材料收縮率是一個(gè)范圍，如果是某個(gè)定值是指對(duì)于某個(gè)形狀的產(chǎn)品而言，有較大工藝窗口的模具收縮率參考值。EPDM的含量：由于EPDM的流動(dòng)性較差，會(huì)引起表面和尺寸上的缺陷。EPDM可被壓縮，會(huì)造成局部的應(yīng)力集中，過多的EPDM含量會(huì)造成工藝上控制的困難。流道系統(tǒng)：由于PP＋EPDM對(duì)壓力比較敏感，同時(shí)存在較大可壓縮性，澆口如果直接進(jìn)入產(chǎn)品通常會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此澆口應(yīng)在冷流道中有足夠的緩沖，或?qū)部谠O(shè)置在不可見區(qū)域。如采用多澆口結(jié)構(gòu)，應(yīng)該考慮產(chǎn)品的熔結(jié)痕問題。盡量減少澆口數(shù)量。采用ValveGate技術(shù)，可以消除熔結(jié)痕，但是由于V/G澆口不是同時(shí)打開，容易引起冷料的問題。在模具設(shè)置時(shí)必須充分考慮，冷料的去向，適當(dāng)加大冷料井的容量。如果采用ValveGate側(cè)澆口，前一個(gè)澆口熔體可能進(jìn)入，后一個(gè)澆口的冷流道中，在這種情況下，冷流道中氣體可能受困，應(yīng)該考慮排氣問題。此外澆口的設(shè)置，還要求考慮門板和門檻等產(chǎn)品與車身的匹配關(guān)系。在敏感區(qū)域不能設(shè)置澆口。從尺寸穩(wěn)定性方面考慮，通常增加澆口數(shù)量，有利于產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定，和尺寸調(diào)整的方便。但同時(shí)也會(huì)帶來表面質(zhì)量的不穩(wěn)定因素，和換模效率模具成本增加等問題。模具拋光要求：模具的光潔度與產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝有很大聯(lián)系。通常對(duì)于電鍍產(chǎn)品而言，模具光潔度要求最高。而模具光潔度提高，也有利于對(duì)熔體的流動(dòng)進(jìn)行控制。但是，如果模具光澤度過高可能影響產(chǎn)品機(jī)械手取件機(jī)械手的功能介紹取件機(jī)械手的主要功能是將產(chǎn)品從模具中取出，并轉(zhuǎn)移到工作臺(tái)上。延鋒UBE2200T及3150T的注塑機(jī)采用的機(jī)械手可以進(jìn)行3軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是1300T的機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)方向至可以進(jìn)行2軸轉(zhuǎn)動(dòng)。每臺(tái)機(jī)械手配有1路真空回路，用于使用吸盤吸取制件，另配有3路氣路，保證機(jī)械手進(jìn)行動(dòng)作。這3路氣路有先后動(dòng)作次序依次為“UnderCut1”、“Undercut2”、“Clamp”，可根據(jù)需要選擇是否使用。此外還有一路單向氣路提供剪切澆口，在1300T設(shè)備上增加汽缸，也可作為另一個(gè)軸方向的旋轉(zhuǎn)功能使用。機(jī)械手對(duì)質(zhì)量的影響機(jī)械手對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在：吸盤吸力過大，容易導(dǎo)致產(chǎn)品表面凸起。感應(yīng)開關(guān)可能碰傷產(chǎn)品表面。取件夾子可能碰傷產(chǎn)品。吸盤位置發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，劃傷產(chǎn)品。取件周期過長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)周期偏長(zhǎng)。產(chǎn)品碰撞設(shè)備，產(chǎn)品損傷。吸盤或抓手位置在產(chǎn)品某些部位產(chǎn)生痕跡，造成缺陷無法判斷。第二部分：注塑工藝干燥使用熱風(fēng)干燥機(jī)對(duì)原材料進(jìn)行干燥，通常要求注塑用的PP＋EPDM的粒子含水率低于0.03%。造成含水率無法滿足這個(gè)指標(biāo)的可能性，在于干燥溫度或干燥時(shí)間無法滿足要求。除去設(shè)備故障因素外，可能造成的原因在于：干燥設(shè)備的容量無法滿足生產(chǎn)的要求，隨著生產(chǎn)的延續(xù)，干燥時(shí)間越來約少，干燥溫度越來越低。這樣容易造成的產(chǎn)品缺陷主要為產(chǎn)品表面容易出現(xiàn)氣泡、銀紋、縮癟等缺陷。干燥不足還會(huì)引起，產(chǎn)品的機(jī)械性能下降。塑化和計(jì)量塑化是在一定的溫度下，通過注塑機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，在一定的背壓作用下，塑料粒子熔融受剪切，形成熔體的過程。在該過程中螺桿向后旋轉(zhuǎn)，將熔體“推”向螺桿前端，此時(shí)注塑機(jī)對(duì)熔體的數(shù)量進(jìn)行計(jì)量。由此可見，這個(gè)過程可以決定材料的塑化程度和注塑量。熔體必須達(dá)到一定的塑化程度，才能保證制品的質(zhì)量，以下參數(shù)對(duì)熔體的塑化程度起到較大的作用：料桶溫度：熔體在一定的溫度下，才能塑化完全。如果溫度過低，才能的流動(dòng)性能會(huì)下降，造成產(chǎn)品的縮癟或缺料，同時(shí)材料成分不均勻，影響零件的機(jī)械和油漆性能。通常的料桶有效位置溫度設(shè)定在200℃至250℃之間。而溫度過高或材料在料桶內(nèi)的停留時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)造成高溫使材料分解，分解的材料引起材料中夾雜大量的氣體和機(jī)械性能的下降。對(duì)于料桶大小的選用決定了材料在料桶內(nèi)的停留時(shí)間，零件的重量應(yīng)在料桶容量30％－70％之間。但是由于外飾零件的注塑的通常為薄壁產(chǎn)品，相對(duì)的重量較輕，而目前外飾廠的注塑機(jī)之間規(guī)格差異較大，如果零件重量低于料桶容量的30％，應(yīng)該在保證塑化完全的情況下，降低料桶后段的溫度。螺桿轉(zhuǎn)速：螺桿轉(zhuǎn)速過快，可能降低粒子受剪切作用的時(shí)間，原料的塑化程度下降，同時(shí)夾帶氣體，從而降低材料的流動(dòng)性增加氣體的含量。而螺桿轉(zhuǎn)速過慢，將影響注塑周期。通常螺桿的轉(zhuǎn)速應(yīng)該與冷卻時(shí)間相配合。背壓使用背壓，可以提高對(duì)塑料粒子的剪切力，提高塑料的塑化程度。同時(shí)，背壓可以防止在澆口封閉之前零件澆口附近的材料應(yīng)力釋放產(chǎn)生的縮癟。但是背壓過高，同樣可能延長(zhǎng)塑化時(shí)間，影響生產(chǎn)效率，還可能對(duì)螺桿造成損壞。對(duì)于PP+EPDM的材料的背壓設(shè)定，應(yīng)在10－20Bar之間。松退在計(jì)量完成之后，螺桿要進(jìn)行松退，由于在背壓和剪切作用下，熔體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一定的壓力。壓力的存在使注塑時(shí)需要額外的壓力才能推動(dòng)螺桿向前，同時(shí)會(huì)造成熔體的壓力在模具型腔內(nèi)釋放產(chǎn)生不穩(wěn)定的流動(dòng)。松退之后，可以釋放一定的壓力，以保證熔體順利進(jìn)入型腔。但是如果松退過度，可能在松退過程中帶入大量的氣體，在注塑過程中形成氣泡。計(jì)量熔體數(shù)量必須保證計(jì)量的熔體有足夠的數(shù)量，以保證產(chǎn)品不出現(xiàn)缺料，同時(shí)在保壓過程中有足夠的熔體可以進(jìn)入。注射注射是整個(gè)注塑過程中最關(guān)鍵的部分，也是最難控制的部分。UBE注塑機(jī)的注射過程控制部分采用5段速度和一段壓力控制。其過程為，在注塑過程中，按設(shè)定的速度進(jìn)行注射，如果所需的注射壓力不超過設(shè)定的注射壓力，注射過程按設(shè)定的速度進(jìn)行控制，如果所需的壓力高于設(shè)定的壓力，注射過程由速度控制轉(zhuǎn)為壓力控制，直至進(jìn)入VP轉(zhuǎn)換點(diǎn)。注射速度：注射速度對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量和產(chǎn)品尺寸有著較大的影響。注塑速度過快，熔體流動(dòng)過程中會(huì)夾雜部分氣體，在產(chǎn)品表面形成氣泡等，同時(shí)產(chǎn)品的致密度下降，容易形成縮癟和尺寸偏小。但是，如果速度過慢，熔體的流動(dòng)會(huì)在注塑后期受到阻礙，容易形成注射過程后期的缺料和縮癟，同時(shí)產(chǎn)品應(yīng)力相對(duì)集中在澆口附近，烘烤后應(yīng)力釋放，可能造成局部變形和壓力線，影響外觀和產(chǎn)品尺寸。注射壓力：注射壓力的設(shè)定主要起到保護(hù)模具和設(shè)備的作用，注射過程控制是以速度控制為主。如果注塑壓力過低，無法滿足速度控制所需的壓力時(shí)，會(huì)按設(shè)定的注塑壓力以恒定的壓力進(jìn)行注射，此時(shí)熔體的流動(dòng)速度會(huì)失控。有時(shí)在低壓力的條件下，反而會(huì)形成飛邊，這是由于通常在注射后期需要將降低注射速度，所需的壓力反而要求很低，而在壓力控制的情況下，壓力無法下降，形成飛邊。因此注射壓力的設(shè)定應(yīng)該略高于實(shí)際所需的壓力，以保證產(chǎn)品質(zhì)量處于受控狀態(tài)。VP轉(zhuǎn)換點(diǎn)：VP轉(zhuǎn)換點(diǎn)是指由注塑轉(zhuǎn)為保壓的切換位置。這個(gè)位置的設(shè)定，既要求有足夠的熔體在保壓過程中補(bǔ)入，又不能因?yàn)榫彌_墊過厚而造成壓力損失。補(bǔ)縮和保壓補(bǔ)縮和保壓是克服產(chǎn)品縮癟和保證產(chǎn)品尺寸的重要步驟。熔體遇冷后固化收縮，其收縮的程度隨模具溫度、壁厚和形狀等不同而各不相同，在補(bǔ)縮和保壓過程中，在一定的時(shí)間內(nèi)以一定的壓力將熔體補(bǔ)入型腔，保證產(chǎn)品的成型后各部分表面盡量飽滿。該過程通過壓力和時(shí)間兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制。補(bǔ)縮和保壓壓力：在補(bǔ)縮和保壓過程中，過低的壓力無法保證熔體可以流到遠(yuǎn)離澆口的位置，而過高的壓力除了會(huì)產(chǎn)生飛邊之外，還可能在澆口附近形成較大的應(yīng)力，形成局部過飽和的現(xiàn)象。補(bǔ)縮和保壓時(shí)間：同樣如果保壓時(shí)間過短，壓力沒有足夠時(shí)間傳遞到遠(yuǎn)端。而時(shí)間過長(zhǎng)也可能形成過飽和。冷卻產(chǎn)品的冷卻不足會(huì)造成產(chǎn)品，取件和擺放時(shí)，產(chǎn)品的變形和其它損傷。而冷卻時(shí)間過長(zhǎng)又會(huì)降低設(shè)備的使用效率。因此，模具溫度起到了至關(guān)重要的作用，模溫高有利于熔體流動(dòng)的穩(wěn)定，產(chǎn)品的外觀可以得到改善，工藝也更容易控制，但是高模溫勢(shì)必造成冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)。開模和取件對(duì)開模和取件過程的控制，可以有效的防止產(chǎn)品的擦刮傷和變形。這種現(xiàn)象在生產(chǎn)邊開模邊頂出的設(shè)備時(shí)，特別明顯。開模速度過快，使頂出速度低于開模速度時(shí)，產(chǎn)品無法與模具型腔貼合，無法滿足模具設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品會(huì)在開模過程中，與模具發(fā)生擦刮造成損壞。而如果產(chǎn)品頂出速度過慢，產(chǎn)品局部始終受到擠壓，時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)品的損壞。因此控制開模速度，尤其起始階段的速度，將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和合格率產(chǎn)生重要影響。在取件過程中，由于產(chǎn)品的溫度仍比較高，可能產(chǎn)生變形的可能性也比較高。因此，取件的方式應(yīng)該合理，盡量保持產(chǎn)品的平衡狀態(tài)，避免握持產(chǎn)品的分型面附近。修邊和火焰處理對(duì)于產(chǎn)品表面的毛邊可采用火焰處理，處理時(shí)，火焰的方向應(yīng)由外表面向內(nèi)表面，保持勻速，均勻掃過所需處理的部位。如果速度過慢，可能造成局部結(jié)構(gòu)的“坍塌”，速度過快又容易使效果下降。而修邊工序，要求操作工有足夠熟練的修邊技術(shù)。具體的后處理技術(shù)將視產(chǎn)品的要求和實(shí)際處理效果決定。整體而言，對(duì)于產(chǎn)品的非外觀表面，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單處理或不進(jìn)行處理，以不影響其它表面的涂裝效果為標(biāo)準(zhǔn)，而重要表面，要求處理到表面情況符合產(chǎn)品的技術(shù)要求。ValveGateValveGate的技術(shù)引入，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，擴(kuò)大了注塑的工藝窗口。由于多澆口位置的設(shè)置而造成的產(chǎn)品表面熔結(jié)痕的問題，可以得到解決。根據(jù)熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)情況和模具設(shè)計(jì)要求，決定澆口打開的先后位置和具體位置。為防止產(chǎn)品表面出現(xiàn)流體滯留現(xiàn)象的發(fā)生，后一個(gè)澆口的打開應(yīng)早于前一個(gè)澆口關(guān)閉。根據(jù)具體情況還可以解決其它的工藝問題。例如，如果產(chǎn)品局部的尺寸發(fā)生偏差，可以通過調(diào)整V/G的開關(guān)位置調(diào)整注射過程和保壓過程的熔體數(shù)量。解決部分澆口的過飽和和縮癟問題，也可以通過調(diào)整保壓時(shí)間進(jìn)行解決。但是V/G技術(shù)同樣可能帶來了部分產(chǎn)品缺陷，由于澆口的不同時(shí)開畢，在整個(gè)注塑過程中，各澆口附近的熔體的加熱和冷卻情況不一致，在部分澆口附近可能產(chǎn)生冷料也可能帶入氣泡。尤其對(duì)于窄長(zhǎng)型且冷流道較長(zhǎng)的產(chǎn)品。因?yàn)樵谌垠w流動(dòng)過程中，前一個(gè)澆口的熔體在流經(jīng)下一個(gè)澆口的冷流道內(nèi)，將氣體困在冷流道內(nèi)，在下一個(gè)澆口打開時(shí)，熔體無法將氣體順利推動(dòng)，并包裹在熔體內(nèi)形成氣泡和冷料。第三部分：模具對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響模具對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)是否有利于注塑工藝窗口的擴(kuò)大。從以下方面進(jìn)行討論：對(duì)熔結(jié)痕的影響如果采用ValveGate技術(shù)，可以解決部分的熔結(jié)痕問題，但是部分由于裝配孔的問題造成的熔結(jié)痕問題同過V/G是無法消除的。此時(shí)，要求考慮澆口的設(shè)置問題。澆口位置過近時(shí)，注塑壓力會(huì)使熔結(jié)痕凸起。而如果位置過遠(yuǎn)，由于壓力傳遞不足，熔結(jié)痕無法熔結(jié)，形成開裂。因此，在考慮澆口位置使，應(yīng)該盡量使產(chǎn)品熔結(jié)痕的位置處于熔體平穩(wěn)流動(dòng)的位置。在不采用ValveGate技術(shù)的情況下，應(yīng)該盡量考慮將熔結(jié)痕的位置處理到不可見區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于保險(xiǎn)杠產(chǎn)品，在條件許可的情況下，采用澆口位置上下交替放置的方法較為理想。對(duì)縮癟的影響對(duì)于PP＋EPDM壁厚在3mm左右的產(chǎn)品而言，如果產(chǎn)品壁厚差超過1mm，產(chǎn)品表面會(huì)存在可見的縮癟現(xiàn)象。而同樣的縮癟可能造成的因素，還包括模具各部分產(chǎn)生的溫度差以及流動(dòng)不平衡而造成。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)，工藝筋應(yīng)盡量放置在產(chǎn)品不可見表面，并且壁厚不宜產(chǎn)生突變。合理設(shè)計(jì)澆口位置和澆口尺寸。特別應(yīng)該注意鑲快、滑塊、頂塊的散熱和冷卻效果，保證這些部位與型芯溫度的一致性。同時(shí)，如果滑塊、頂塊在注塑壓力的作用下如果發(fā)生浮動(dòng)，也可能產(chǎn)生產(chǎn)品局部的縮癟現(xiàn)象。對(duì)冷料的影響模具使用Valvegate后，由于冷流道內(nèi)的氣體的原因，使冷料現(xiàn)象產(chǎn)生的可能性增加。因此在合理范圍內(nèi)，應(yīng)盡量減小冷流道的長(zhǎng)度，同時(shí)適當(dāng)擴(kuò)大冷料井。對(duì)氣泡的影響模具良好的排氣性能是防止氣泡產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。排除工藝和原料的因素，氣泡主要來自于熔體流動(dòng)的“死角”和型腔末端，或在流動(dòng)過程產(chǎn)生異常。同樣，熱流道中的“死角”和冷流道位置也有可能產(chǎn)生氣泡。因此在這些部位增加排氣槽，可以減輕和避免氣泡的產(chǎn)生。對(duì)過飽和的影響在流道平衡和設(shè)計(jì)合理的情況下，基本可以避免過飽和的產(chǎn)生。但是如果采用多個(gè)點(diǎn)澆口形式或進(jìn)料點(diǎn)直接放在產(chǎn)品的可見部位的模具時(shí)，容易產(chǎn)生澆口附近的過飽和現(xiàn)象。這是在保壓過程中形成的，由于壁厚不均勻的因素存在，個(gè)部分所需的保壓時(shí)間各不相同。在不使用ValveGate的前提下，造成局部點(diǎn)澆口的過飽和。對(duì)澆口處理的建議在滿足產(chǎn)品尺寸和打足產(chǎn)品的前提下，澆口數(shù)量不宜過多。進(jìn)料盡量放置在產(chǎn)品不可見位置。使用ValveGate技術(shù)時(shí)，冷流道不宜過長(zhǎng)。澆口位置設(shè)置必須考慮對(duì)熔結(jié)痕的影響。對(duì)于門檻類的窄長(zhǎng)形產(chǎn)品，應(yīng)盡量考慮使用單澆口或使用ValveGate。第四部分：產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性材料目前主要用于注