保險杠注塑工藝小結(jié)

保險杠注塑工藝小結(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，提供保險杠產(chǎn)品一定的強度。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度增加，以達到一定的性能要求。同時在材料中還添加了其它助劑，起到改善材料的反應(yīng)機理和調(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，進一步提高產(chǎn)品的機械性能。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℃，干燥時間2－4小時。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，保證各個表面的油漆結(jié)合力一致。工藝中，要求在流體的流動過程中形成適當(dāng)?shù)募羟辛?，通過PP和EPDM在流動速度上的差異，將EPDM留在產(chǎn)品的外表面來達到油漆要求。但在實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，會造成收縮率存在變化。在油漆過程中，二次烘烤會引起PP的再結(jié)晶，因此對產(chǎn)品的尺寸而言，存在的變數(shù)比較多。材料主要性能對產(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性，熔融指數(shù)低，材料流動困難不但會造成產(chǎn)品的表面的諸多缺陷，還會形成局部的尺寸偏小等問題。而熔融指數(shù)過高，流動性過好，會使一定的壓力下，型腔內(nèi)熔體的量對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范圍，如果是某個定值是指對于某個形狀的產(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的流動性較差，會引起表面和尺寸上的缺陷。EPDM可被壓縮，會造成局部的應(yīng)力集中，過多的EPDM含量會造成工藝上控制的困難。流道系統(tǒng)：由于PP＋EPDM對壓力比較敏感，同時存在較大可壓縮性，澆口如果直接進入產(chǎn)品通常會產(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澆口不是同時打開，容易引起冷料的問題。在模具設(shè)置時必須充分考慮，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，前一個澆口熔體可能進入，后一個澆口的冷流道中，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。但同時也會帶來表面質(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)計工藝有很大聯(lián)系。通常對于電鍍產(chǎn)品而言，模具光潔度要求最高。而模具光潔度提高，也有利于對熔體的流動進行控制。但是，如果模具光澤度過高可能影響產(chǎn)品機械手取件機械手的功能介紹取件機械手的主要功能是將產(chǎn)品從模具中取出，并轉(zhuǎn)移到工作臺上。延鋒UBE2200T及3150T的注塑機采用的機械手可以進行3軸轉(zhuǎn)動，但是1300T的機械手的轉(zhuǎn)動方向至可以進行2軸轉(zhuǎn)動。每臺機械手配有1路真空回路，用于使用吸盤吸取制件，另配有3路氣路，保證機械手進行動作。這3路氣路有先后動作次序依次為“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，也可作為另一個軸方向的旋轉(zhuǎn)功能使用。機械手對質(zhì)量的影響機械手對產(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)生相對移動，劃傷產(chǎn)品。取件周期過長，導(dǎo)致生產(chǎn)周期偏長。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)干燥機對原材料進行干燥，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指標(biāo)的可能性，在于干燥溫度或干燥時間無法滿足要求。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。干燥不足還會引起，產(chǎn)品的機械性能下降。塑化和計量塑化是在一定的溫度下，通過注塑機的螺桿轉(zhuǎn)動，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，此時注塑機對熔體的數(shù)量進行計量。由此可見，這個過程可以決定材料的塑化程度和注塑量。熔體必須達到一定的塑化程度，才能保證制品的質(zhì)量，以下參數(shù)對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，才能的流動性能會下降，造成產(chǎn)品的縮癟或缺料，同時材料成分不均勻，影響零件的機械和油漆性能。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)的停留時間過長，會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械性能的下降。對于料桶大小的選用決定了材料在料桶內(nèi)的停留時間，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，相對的重量較輕，而目前外飾廠的注塑機之間規(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間，原料的塑化程度下降，同時夾帶氣體，從而降低材料的流動性增加氣體的含量。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)該與冷卻時間相配合。背壓使用背壓，可以提高對塑料粒子的剪切力，提高塑料的塑化程度。同時，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，同樣可能延長塑化時間，影響生產(chǎn)效率，還可能對螺桿造成損壞。對于PP+EPDM的材料的背壓設(shè)定，應(yīng)在10－20Bar之間。松退在計量完成之后，螺桿要進行松退，由于在背壓和剪切作用下，熔體內(nèi)部會產(chǎn)生一定的壓力。壓力的存在使注塑時需要額外的壓力才能推動螺桿向前，同時會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。松退之后，可以釋放一定的壓力，以保證熔體順利進入型腔。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。計量熔體數(shù)量必須保證計量的熔體有足夠的數(shù)量，以保證產(chǎn)品不出現(xiàn)缺料，同時在保壓過程中有足夠的熔體可以進入。注射注射是整個注塑過程中最關(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，直至進入VP轉(zhuǎn)換點。注射速度：注射速度對產(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，熔體流動過程中會夾雜部分氣體，在產(chǎn)品表面形成氣泡等，同時產(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，熔體的流動會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，同時產(chǎn)品應(yīng)力相對集中在澆口附近，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，會按設(shè)定的注塑壓力以恒定的壓力進行注射，此時熔體的流動速度會失控。有時在低壓力的條件下，反而會形成飛邊，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：VP轉(zhuǎn)換點是指由注塑轉(zhuǎn)為保壓的切換位置。這個位置的設(shè)定，既要求有足夠的熔體在保壓過程中補入，又不能因為緩沖墊過厚而造成壓力損失。補縮和保壓補縮和保壓是克服產(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，在補縮和保壓過程中，在一定的時間內(nèi)以一定的壓力將熔體補入型腔，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間兩個參數(shù)進行控制。補縮和保壓壓力：在補縮和保壓過程中，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。補縮和保壓時間：同樣如果保壓時間過短，壓力沒有足夠時間傳遞到遠(yuǎn)端。而時間過長也可能形成過飽和。冷卻產(chǎn)品的冷卻不足會造成產(chǎn)品，取件和擺放時，產(chǎn)品的變形和其它損傷。而冷卻時間過長又會降低設(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，但是高模溫勢必造成冷卻時間的延長。開模和取件對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，特別明顯。開模速度過快，使頂出速度低于開模速度時，產(chǎn)品無法與模具型腔貼合，無法滿足模具設(shè)計要求，產(chǎn)品會在開模過程中，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，時間過長也會產(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。修邊和火焰處理對于產(chǎn)品表面的毛邊可采用火焰處理，處理時，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)品的要求和實際處理效果決定。整體而言，對于產(chǎn)品的非外觀表面，只需進行簡單處理或不進行處理，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)的流動情況和模具設(shè)計要求，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，后一個澆口的打開應(yīng)早于前一個澆口關(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)整保壓時間進行解決。但是V/G技術(shù)同樣可能帶來了部分產(chǎn)品缺陷，由于澆口的不同時開畢，在整個注塑過程中，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。尤其對于窄長型且冷流道較長的產(chǎn)品。因為在熔體流動過程中，前一個澆口的熔體在流經(jīng)下一個澆口的冷流道內(nèi)，將氣體困在冷流道內(nèi)，在下一個澆口打開時，熔體無法將氣體順利推動，并包裹在熔體內(nèi)形成氣泡和冷料。第三部分：模具對產(chǎn)品質(zhì)量的影響模具對產(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大。從以下方面進行討論：對熔結(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，要求考慮澆口的設(shè)置問題。澆口位置過近時，注塑壓力會使熔結(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。在實際應(yīng)用中，對于保險杠產(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。對縮癟的影響對于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不平衡而造成。因此在模具設(shè)計時，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，如果滑塊、頂塊在注塑壓力的作用下如果發(fā)生浮動，也可能產(chǎn)生產(chǎn)品局部的縮癟現(xiàn)象。對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度，同時適當(dāng)擴大冷料井。對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的“死角”和型腔末端，或在流動過程產(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。對過飽和的影響在流道平衡和設(shè)計合理的情況下，基本可以避免過飽和的產(chǎn)生。但是如果采用多個點澆口形式或進料點直接放在產(chǎn)品的可見部位的模具時，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，個部分所需的保壓時間各不相同。在不使用ValveGate的前提下，造成局部點澆口的過飽和。對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。進料盡量放置在產(chǎn)品不可見位置。使用ValveGate技術(shù)時，冷流道不宜過長。澆口位置設(shè)置必須考慮對熔結(jié)痕的影響。對于門檻類的窄長形產(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)計的工藝性材料目前主要用于注