浅谈汽车外饰塑料件设计缺陷

浅谈汽车外饰塑料件设计缺陷

杨间霞

湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司 广西柳州 545000

摘要：汽车产业是国家机械制造业的重要部分，我国作为人口大国，每年所产生的汽车消费数量巨大。汽车的外饰并不是全部都是金属制成，也会有着一些塑料件，而塑料件遇热会发生变形，这种变形会对汽车外形以及性能造成影响。因此，对汽车外饰塑料零件的设计的理解和认识对于汽车造型设计很重要。文章将研究汽车外饰塑料零件的设计缺陷，为汽车外饰塑料件设计的理论知识奠定基础。

关键词：汽车外饰；塑料件；设计

引言

在汽车造型设计中，汽车造型样式研究可用于指导汽车外观设计。汽车造型风格是对汽车性能、时期特征、市场美学、制造技术工艺、材料应用、人体工程学等因素的综合表达。汽车零件的外观感知质量直接影响到消费者对汽车的评价，零件的造型、零件间匹配的间隙、段差是评价外观质量的直接因素，汽车外饰塑料件的耐热性能是一项重要的指标，若是塑料件的在高温下发生热变形，那么汽车外饰塑料件就会有着肉眼可观的外观缺陷，影响车辆的美观性，甚至有可能造成车辆事故，所以汽车外饰塑料件要能适应各种环境，不但要保持自身外观的美观性，还要达到周边零件正常匹配的要求。

1汽车塑料零件适用性

汽车外饰部件中采用了大量塑料材料，比如保险杠、散热器格栅、前端模块骨架、门饰板、底部护板、轮罩壳等。随着汽车轻量化的发展，某些品牌乘用车的翼子板、后盖等也采用了塑料制件。聚丙烯（PP）及其共聚物在汽车外饰零件中应用范围最广，用量最大，适于制作铰链结构。ABS、ASA、PC、PMMA等塑料材料韧性较差，不适于铰链结构的制作。

2汽车外饰塑料件缺陷原因

2.1充填时间

在汽车塑料外饰的制造中，填充的时间长短影响生产效率，当然时间越短效率越高，想要缩短时间就要升高温度，适当降低粘度是塑料溶体充分降解，这会影响塑料制品的性能。设置熔化温度来实现提高生产效率的目的，以便在不使材料变质的情况下尽可能加快填充速度。

2.2熔体前沿温度

预熔融温度是当聚合物到达孔附近的某个点时的初始温度。此情况可能出现在制造中的某一时刻，也可能出现在整个制造中。如果薄部件的温度过低，则会导致无效流动或短射；如果零件的较厚部分的温度过高，则材料的温度会降低，并导致诸如裂纹和翘曲之类的表面缺陷。

2.3塑料件表面温度

塑料件的表面温度表示在模制过程中塑料部件的表面和空腔的表面的平均温度，可用于确定塑料组件表面上的高温点和低温点。该结果对翘曲有显著影响，并且当塑料部件的表面温度过高时，调节冷却管降低表面温度，来降低翘曲的程度。通常，最高混合度为86.66，最低温度为29.94℃。通常，保险杠表面的温度分布相同，侧面的温度较低。因为在侧面上有冷却管回路，并且侧面上的冷却效果更好。但是，有必要使整个扇区的温度分布相同，以避免温度分布不均产生缺陷。因此，只要正确地从保险杠周边移除冷却剂管，整个部件的温度分布是均匀的，从而确保良好的冷却。

2.4熔接痕和熔接线

在填充的时候，如果处理不当会形成熔接痕和熔接线，熔接痕和熔接线的存在会影响塑料制品的结构强度，甚至会让其损坏，形成的表面缺陷通常是凹痕，有时会引起颜色变化，严重影响表面光洁度，虽然很难，但也不是不能避免的。为了准确地预测孔附近的熔接线及其位置，需要提高插入准确性，塑料部件中的孔与凸块中的孔相同，因此，插入物填充方法与浇注塑料的填充方法非常重要，两者的效果非常相似。改进插入物质的量有助于准确预测焊缝以及孔或凸耳附近区域的焊缝，减少熔接痕和熔接线的产生，使制作效率更高。尽量迎合敏感区域和有较高外部需求的区域对准确度的要求，这样可以减少熔接痕和熔接线的形成，使塑料外饰的制作更加完美。

解决方案是：塑料外饰地制造时，必须增加壁厚，以将注射压力平稳地传递到熔融树脂的前端，这增加了熔体压力并减少了熔接痕和熔接线的程度。在模具设计中，有必要改善浇口系统地设计并修改浇口以减小流道的尺寸，前提是要保持熔融树脂的流动，通过摩擦产生热量，形成需要的成型条件，由于前两阶段的织布使模具温度升高而发亮，使它们更具粘性，可以使用更多的流体材料来减少熔接线和熔接缝。因为保险杠结构必须对称且熔接痕必须居中，如果塑料部件的结构发生变化，也就是说，要想增加保险杠的厚度来保证质量，就必须使用更多的材料，无形当中增加了制造成本。由于确定了材料的流动性，所以只要控制了塑料件的模型，就能有效避免提高磨具温度而带来的缺陷。

2.5气泡

气泡是由于在塑料溶体与模具或者车辆结合时，在塑料内部或内侧孔表面形成的气泡。在塑料外饰零件的设计中，尽可能均匀地改变厚度，以使熔体平稳流动。在设计塑料外部部件时，让溶体平稳的留下来，使溶液在容器的厚度尽可能均匀。在塑料件的设计中，在模具和模具之间的接口，分型面，内部零件和最终填充区域中设置了排气孔。在壁之间，针的位置和图形的磨具将改变浇口的位置，以使最终填充区域处于最佳位置，安排适合的通风口数量，以便在填充过程中空气能够逸出。但是，请注意，通风孔不能太大，以免产生飞边。在成型条件下，必须控制注射速度，以使型腔中的空气有足够的时间逸出，重要的是要考虑到塑料零件的设计应具有均匀的厚度，并且必须在模型的中间提供通风口，不要降低注射速度以提高生产效率并防止其他缺陷。

2.6冷却时间

冷却时间是每个设备达到最佳温度的冷却时间，并且测量在填充过程结束时开始，最好的条件是尽快冷却每个塑料部件。结果表明，应注意设备之间的冷却时间差异，冷却剂管放置在不易冷却的单元附近，尽快冷却或保持冷却时间恒定，同时，可以在冷却时间表中找浇口固定的冷却时间，如果浇口变硬直到零件完全冷却，会让零件的形状不合格。冷却时间直接影响生产效率，因为冷却时间占注塑件整个生产过程的很大一部分，在保证产品质量的前提下，应尽可能减少冷却时间，冷却时间通常为158秒，冷却到可爆裂约80秒的温度，侧面冷却时间非常短，冷却剂管应放置在难以冷却的肋条附近，以使整个产品尽快得到均匀冷却。

3汽车外饰塑料件的材料创新

获得材料创新大奖的是用于新仪表板表面的搪塑成型级TPE，这是北美第一个获得材料创新奖的应用。在外饰装饰大奖的决赛入围者中，丙烯酸柱式镶饰件首先用于福特flex和林肯MKS型触摸屏窗口操作系统。Altuglas国际公司已开发出一种改良的Plexiglas丙烯酸尾灯材料，该材料比其前任产品更具抗冲击性和耐刮擦性，并且还开发了一种能够产生深射流的新型着色剂工艺包。如果使用新的标准高光材料制作零件，则可节省$2.50，除了选择这种塑料材料以外，还可以选择硬涂层PC、预喷涂铝和粉末涂层钢，包覆成型的外饰产品，例如半透明的触摸屏式视窗，由新的黑色改性丙烯酸和2mm厚的中等耐冲击丙烯酸制成。

结束语

汽车外饰零件尺寸通常较大，将相邻零件通过铰链连接进行集成，可以产生明显的减重效果。学习先进的设计方法和理念可以提升塑料件制造和研发，总结设计经验能提高设计技能，独立开发新产品并在激烈的竞争中树立坚实的立足点。

参考文献

[1]马利娟.汽车塑料件自然曝晒耐候性评价方法[D].吉林大学，2016.

[2]宛萍芳，于金鑫，陈良印.外饰塑料件油漆涂层耐湿性能不合格的原因分析[J].汽车工艺与材料，2015（04）：27-30.

[3]李鹏，李康，胡治文.浅谈汽车外饰塑料件涂料施工工艺和性能标准[J].现代涂料与涂装，2010，13（01）：47-49，52.