汽车注塑件外观缺陷分析及工艺优化策略研究

苗玉慧 许秋海

（上海采埃孚转向系统（烟台）有限公司，上海 265500）

汽车注塑件外观缺陷分析及工艺优化策略研究

苗玉慧 许秋海

（上海采埃孚转向系统（烟台）有限公司，上海 265500）

塑料零部件是汽车常见部件之一，该类零部件整体占比日益提升。因此，汽车注塑工艺在整车制造中发挥了非常重要的作用。做好汽车注塑件加工工艺的改进和优化，有助于避免注塑件外观缺陷等实际问题。本次研究围绕汽车注塑件外观缺陷展开分析，研究的实效性较为突出，具有一定现实价值。

汽车；注塑件；外观缺陷

随着汽车工业的持续发展和汽车生产制造技术的有效创新，更多高效能和轻质量的产品被应用到汽车生产工业中。塑料零部件在汽车整车上占比越来越高，应用越发广泛。常见的家用轿车中保险杠、散热器格栅、尾灯装饰罩等部件，仪表盘面板、装饰条等内饰件都大量使用了塑料件，发动机舱中引气管、油箱等也逐渐开始使用塑料件。汽车塑料件的成型工艺较为复杂，其中有吹塑工艺、吸塑工艺，还有发泡工艺。在各类塑料件加工工艺中，注塑工艺最为常见，不论是保险杠还是仪表板都是注塑的成品。在注塑件的实际制造过程中，因结构设计不到位、模具不合格或者材料不达标等问题影响，注塑件会出现各类的外观缺陷，这些缺陷的存在直接影响到注塑件的外观效果和质量，甚至会影响后期使用性能，有一定安全隐患。汽车注塑件的外观缺陷问题表现形式多种多样，常见的有填充问题、水丝问题等。展开汽车注塑件外观缺陷分析及工艺优化策略研究具有一定的现实意义与价值。

1.汽车注塑件外观缺陷分析

1.1填充问题

填充不足是指填充物难以填充整个模腔，进而导致后期注塑件质量下降的状态。填充问题也被称之为欠注或者注塑缺胶。注塑过程中因为填充不到位可能会导致汽车注塑件最终报废，成为废品，因此需要引起各方的广泛注意。通常情况下，在注塑品的一些孔等位置容易出现填充不足现象。在模具内部排气不到位情况下，注塑品其他位置也可能出现填充不足问题。造成填充不足的主要原因有4方面：

一是模具结构与实际成品的结构不一致，局部存在浇筑缺陷。

二是注塑中投料不达标，投料的数量和标准不达标，导致填充不到位问题的出现。

三是注塑工艺参数匹配度不高，如注塑温度不达标、注塑压力不稳、注塑速度过慢等，导致注塑不达标。

四是模具流道不合格，模具排气不足，模具的实际温度过低。

另外从注塑设备方面来看，注塑设备的塑化量不足或者加热不到位、螺杆等设备磨损也会造成回料出现充模量不足。热电器、发热器等加热设备或者系统出现故障也容易导致料筒温度降低，进而影响填充效果。注射油缸当中的密封元件如果出现渗漏等问题也容易降低注塑压力，同时射嘴内孔不合规或者角度不当也容易造成阻力过大，进而使注塑制品填充不足。总体上来看，填充不足是很常见的一类注塑件加工问题，而汽车注塑件的品质要求较高，从工艺优化角度出发，对相关工艺加以优化，进而提升注塑件的整体质量成为关键措施。

1.2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。

图1为收缩痕产生的基本过程。其中，浅色为流体，深色则为固化层。收缩痕的存在一定程度上直接影响着注塑件的品质和质量，使注塑件存有明显的外观缺陷，对于后期注塑件的长期使用造成一定影响。针对注塑件收缩痕问题，有针对性地对工艺加以改造和优化成为必然之举和当务之急。

1.3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。

2.汽车注塑件外观缺陷工艺优化策略

2.1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。

2.2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。

2.3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。

结语

汽车注塑件缺陷问题直接影响着整车外观和使用效能。本次研究围绕汽车注塑件外观缺陷展开，针对填充不足、收缩痕及水丝等实际问题展开分析并结合实际问题产生的原因提出了相应的工艺优化策略，继而使研究的针对性和实效性得到保证，研究成果具有一定的借鉴意义。

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