保险杠注塑工艺小结

保险杠注塑工艺小结

一、原材料

1．材料组成以及材料性能

保险杠等外饰零件要紧采纳的材料是PP＋EPDM以及滑石粉的改性产品。PP是一种结晶性，具有一定的收缩性，其收缩性受模具温度阻碍，提供保险杠产品一定的强度。EPDM是一种橡胶，可起到一定的吸取撞击能量的作用，与PP共混，改善材料的拉伸性能和弯曲性能。添加滑石粉使材料的强度增加，以达到一定的性能要求。同时在材料中还添加了其它助剂，起到改善材料的反应机理和调整收缩率的作用。在注塑工程中部分助剂还可起到一定的交联作用，提高EPDM与PP之间的相互的结合，进一步提高产品的机械性能。

2．材料的干燥和成型条件

PP＋EPDM的吸水性较弱，干燥要求为80℃－100℃，干燥时刻2－4小时。成型的工艺范畴较宽，通常的塑化温度为210℃－260℃之间，注塑压力在50－100Kgf/cm2左右。

3．材料对油漆和装配性能的阻碍

PP＋EPDM的油漆性能在专门大程度上取决与材料本身的性质。由于PP本身的极性专门弱，因此要紧的油漆结合力取决于EPDM的分布情形，要求EPDM平均地分布在产品表面，保证各个表面的油漆结合力一致。工艺中，要求在流体的流淌过程中形成适当的剪切力，通过PP和EPDM在流淌速度上的差异，将EPDM留在产品的外表面来达到油漆要求。但在实际的工艺操纵中由于要求兼顾其它方面的产品质量，这方面比较容易被忽略。

PP＋EPDM关于产品尺寸上的阻碍要紧是由于材料的模具收缩率引起。EPDM 作为橡胶体，在压力的作用下存在一定的可收缩性，因此在注塑压力的作用下，EPDM有一定的收缩，而开模后产品又存在一定的弹性开释。而PP 作为结晶材料，在不同的温度下，结晶的速度不同，会造成收缩率存在变化。在油漆过程中，二次烘烤会引起PP的再结晶，因此对产品的尺寸而言，存在的变数比较多。

4．材料要紧性能对产品质量的阻碍

熔融指数：熔融指数考察的是材料的流淌性，熔融指数低，材料流淌困难不但会造成产品的表面的诸多缺陷，还会形成局部的尺寸偏小等咨询题。而熔融指数过高，流淌性过好，会使一定的压力下，型腔内熔体的量对注塑和保压压力十分敏锐，用于操纵尺寸的工艺的稳固性变差。

材料收缩率：材料收缩率的偏差必定导致产品的尺寸不良。关于PP＋EPDM 而言除了材料本身的性质外，收缩率还取决于产品形状、模具结构、注塑速度、压力和温度。通常材料供应商提供的材料收缩率是一个范畴，假如是某个定值是指关于某个形状的产品而言，有较大工艺窗口的模具收缩率参考值。

EPDM的含量：由于EPDM的流淌性较差，会引起表面和尺寸上的缺陷。EPDM可被压缩，会造成局部的应力集中，过多的EPDM含量会造成工艺上操纵的困难。

滑石粉含量：滑石粉同样会起到降低流淌性的作用，要紧会对产品表面造成不利阻碍，同时假如滑石粉假如共混不平均，还会对降低产品的油漆性能。

尽管，一样而言材料供应商可不能提供材料的各种成分含量。然而从材料的部分其它性能上能够进行判定。断裂伸长率的大小，相当部分取决于材料中EPDM的含量，含量越高，延伸率越大。同时，滑石粉含量越高，强度也越高。因此，在同等的材料性能下，还需要考虑材料的工艺性能。通常理想的材料选择，应该考虑工艺窗口尽量变宽。

随着目前对产品尺寸要求的提高，相对会采纳收缩率比较高的材料，因为收缩高，工艺上的变动使产品尺寸的阻碍也会变小。

二、设备

1．注塑机

a.注塑机各工艺参数设定介绍

以下就UBE注塑机的各项参数设定值进行如下简述：

注塑速度：注塑速度共分段操纵，输入值为最大注塑速度的百分比值。

注塑切换位置：各段注塑速度的切换位置

注塑压力：注塑过程中所需注塑压力的上限值。注塑机依照系统压力的反馈情形，对最高注塑压力进行限制。假如注塑压力能够满足产品注塑的速度要求，注塑过程以速度操纵为主，假如注塑压力低于注塑的速度所要求的注塑压力，余下的注塑过程以设定的注塑压力操纵，直至补缩切换点。现在，速度操纵失效。因此，在某些注塑过程中会显现提高注塑压力能够降低产品的现象。

补缩和保压压力：注塑机可设定一段补缩压力和段保压压力。

补缩和保压时刻：补缩和保压过程所需的时刻。

V－P转换：即速度操纵和压力操纵转换点，注塑时期以速度操纵为主，补缩和保压时期以压力操纵为主。V－P转换点是注塑和补缩、保压的转换点。

V－P转换压力：V-P转换压力的定义如下，当实际所需的注塑压力大于转换压力时，注塑过程正常在V-P转换点切换为补缩和保压。假如没有达到转换压力，注塑过程连续进行，直至压力达到V-P转换压力进行切换。

设备油压顶出系统：1300T以上的设备有4组抽芯系统，动定模各2组，设定如下：

Core open: 在合模之前的动作为“Set”,开模完成后动作为“Pull”

Core Closed: 和模后的动作为“Set”，开模之前动作为“Pull”。

Core move:合模过程中动作为“Set“，开模过程动作为“Pull”,其中动作的位置能够设定。此外，有2种状态可供选择：

“Comb”:动作过程时，合模或开模过程不停止

“Stop”:动作过程时，合模或开模过程停止，在抽芯动作完成后，开合模连续。

抽芯动作到位与否，能够用“LS”(限位开关)和“Time”（时刻）两种方式操纵。

LS－限位开关被触动后，表示动作到位。

Time－抽芯动作连续一段时刻（设定值）,设备自动给出到位信号。

此外，还设计顶出液压系统，顶出系统必须在抽芯“Pull”动作完成后进行（假如有抽芯动作）。同时，顶出系统必须使用“LS”方式，否则将无法进行连续生产。

2．模温机

a.外饰系统厂模温机现状

在每台注塑机周边，均配备台模温机，其中台操纵动模，台操纵定模。可使用循环水和冷却水。目前外饰系统厂的模温可操纵范畴狭窄，夏季实际操纵温度范畴在20－40℃，冬季在10－35℃之间。在如此的条件下，相对缩小了工艺窗口。

3．干燥及集中供料系统

a.干燥和集中供料系统工作情形

外饰系统厂采纳热风干燥设备，干燥容量有单位时刻的材料耗用量而定。材料干燥后，通过真空管通到集中供料系统的操纵台上，在操纵台上能够将管路连接到注塑机上。注塑机上料斗的感应器，在料斗中的原料不足时向集中供料系统的操纵单元发出信号，操纵单元打开真空泵通过操纵台，从干燥机送至注塑机上。同时为了降低原材料的占地面积，在供料区域还设置了Silo。作为未干燥粒子的缓冲贮存。

干燥料桶，从Silo或直截了当吸入塑料粒子，进行干燥。吸入设备还能够通过吸料时刻的差异操纵从不同的管路吸入不同材料的比例，以进行原材料或者回用料配比。

b.干燥和集中供料系统对产品质量的阻碍

要紧对产品产生的阻碍包括以下几个方面：

材料含水率过高：含水率过高，将阻碍产品的表面质量，显现排气不良现象。同时会阻碍塑料熔体的流淌性和模具收缩率，产生产品尺寸的偏差。然而，由于PP＋EPDM的吸水性不高，对产品的阻碍较小。

三、模具

1．模具结构

a.模具结构与产品结构

模具结构在专门大程度上取决与产品结构和产品质量要求：

模具顶出系统要求：依照对产品分型线位置的要求，在设计模具顶出系统时，必须进行考虑。假如对分型线的位置没有专门要求，能够采纳模具开模到位后顶出。通常在这种情形下，产品的分型线在可见表面上，该分型线无法排除，同时要求有一定的修边和打磨工作量。

另一种要求隐藏分型线，且在可见表面不承诺有可见滑块痕迹，这种产品设计要求在大众设计的产品中比较多见。这时要求开模同时顶出与开模同步，开模时利用滑块将产品顶住型腔。同时产品向内收缩，在产品两侧完全与定模分开后，将模具完全打开。为方便取件，有时也采纳第二级顶出。为保证模具的安全性和操作性，通常在模具上设计有安全销，以保证在设备液压系统工作不正常时，通过安全销拉动模具顶板，保证模具定模型腔的安全。合模过程之前，顶板不回退，依靠回顶将顶板回退到位。为防止误操作，模具油缸的回退杆不与模具顶板连接，如此在注塑设备上始终保证无法使用手动方式退回顶板。在模具由于在开模过程中，产品有一定程度的变形，任何设计或加工不理想，都可能产生产品损害，产品设计时在两侧边缘尽量幸免强度较低的部分和锐角。流道系统：

由于PP＋EPDM对压力比较敏锐，同时存在较大可压缩性，浇口假如直截了当进入产品通常会产生应力集中。因此浇口应在冷流道中有足够的缓冲，或将浇口设置在不可见区域。

如采纳多浇口结构，应该考虑产品的熔结痕咨询题。尽量减少浇口数量。采纳Valve Gate技术，能够排除熔结痕，然而由于V/G浇口不是同时打开，容易引起冷料的咨询题。在模具设置时必须充分考虑，冷料的去向，适当加大冷料井的容量。假如采纳Valve Gate侧浇口，前一个浇口熔体可能进入，后一个浇口的冷流道中，在这种情形下，冷流道中气体可能受困，应该考虑排气咨询题。

此外浇口的设置，还要求考虑门板和门槛等产品与车身的匹配关系。在敏锐区域不能设置浇口。从尺寸稳固性方面考虑，通常增加浇口数量，有利于产品尺寸的稳固，和尺寸调整的方便。但同时也会带来表面质量的不稳固因素，和换模效率模具成本增加等咨询题。

模具抛光要求：

模具的光洁度与产品设计工艺有专门大联系。通常关于电镀产品而言，模具光洁度要求最高。而模具光洁度提高，也有利于对熔体的流淌进行操纵。然而，假如模具光泽度过高可能阻碍产品

四、机械手取件

1．机械手的功能介绍

取件机械手的要紧功能是将产品从模具中取出，并转移到工作台上。延锋UBE 2200T及3150T的注塑机采纳的机械手能够进行3轴转动，然而1300T的机械手的转动方向至能够进行2轴转动。每台机械手配有1路真空回路，用于使用吸盘吸取制件，另配有3路气路，保证机械手进行动作。这3路气路有先后动作次序依次为“UnderCut 1”、“Undercut 2”、“Clamp”，可依照需要选择是否使用。此外还有一路单向气路提供剪切浇口，在1300T设备上增加汽缸，也可作为另一个轴方向的旋转功能使用。

2．机械手对质量的阻碍

机械手对产品质量的阻碍要紧表现在：

1、吸盘吸力过大，容易导致产品表面凸起。

2、感应开关可能碰伤产品表面。

3、取件夹子可能碰伤产品。

4、吸盘位置发生相对移动，划伤产品。

5、取件周期过长，导致生产周期偏长。

6、产品碰撞设备，产品损害。

7、吸盘或抓手位置在产品某些部位产生痕迹，造成缺

陷无法判定。

第二部分：注塑工艺

一、干燥

使用热风干燥机对原材料进行干燥，通常要求注塑用的PP＋EPDM的粒子含水率低于0.03%。造成含水率无法满足那个指标的可能性，在于干燥温度或干燥时刻无法满足要求。除去设备故障因素外，可能造成的缘故在于：干燥设备的容量无法满足生产的要求，随着生产的连续，干燥时刻越来约少，干燥温度越来越低。

如此容易造成的产品缺陷要紧为产品表面容易显现气泡、银纹、缩瘪等缺陷。干燥不足还会引起，产品的机械性能下降。

二、塑化和计量

塑化是在一定的温度下，通过注塑机的螺杆转动，在一定的背压作用下，塑料粒子熔融受剪切，形成熔体的过程。在该过程中螺杆向后旋转，将熔体

“推”向螺杆前端，现在注塑机对熔体的数量进行计量。由此可见，那个过程能够决定材料的塑化程度和注塑量。

熔体必须达到一定的塑化程度，才能保证制品的质量，以下参数对熔体的塑化程度起到较大的作用：

1、料桶温度：熔体在一定的温度下，才能塑化完全。假如温度过低，才能

的流淌性能会下降，造成产品的缩瘪或缺料，同时材料成分不平均，阻碍零件的机械和油漆性能。通常的料桶有效位置温度设定在200℃至250℃之间。而温度过高或材料在料桶内的停留时刻过长，会造成高温使材料分解，分解的材料引起材料中夹杂大量的气体和机械性能的下降。

关于料桶大小的选用决定了材料在料桶内的停留时刻，零件的重量应在料桶容量30％－70％之间。然而由于外饰零件的注塑的通常为薄壁产品，相对的重量较轻，而目前外饰厂的注塑机之间规格差异较大，假如零件重量低于料桶容量的30％，应该在保证塑化完全的情形下，降低料桶后段的温度。

2、螺杆转速：

螺杆转速过快，可能降低粒子受剪切作用的时刻，原料的塑化程度下降，同时夹带气体，从而降低材料的流淌性增加气体的含量。而螺杆转速过慢，将阻碍注塑周期。通常螺杆的转速应该与冷却时刻相配合。3、背压

使用背压，能够提高对塑料粒子的剪切力，提高塑料的塑化程度。同时，背压能够防止在浇口封闭之前零件浇口邻近的材料应力开释产生的缩瘪。然而背压过高，同样可能延长塑化时刻，阻碍生产效率，还可能对螺杆造成损坏。关于PP+EPDM的材料的背压设定，应在10－20Bar 之间。

4、松退

在计量完成之后，螺杆要进行松退，由于在背压和剪切作用下，熔体内部会产生一定的压力。压力的存在使注塑时需要额外的压力才能推动螺杆向前，同时会造成熔体的压力在模具型腔内开释产生不稳固的流淌。

松退之后，能够开释一定的压力，以保证熔体顺利进入型腔。然而假如松退过度，可能在松退过程中带入大量的气体，在注塑过程中形成气泡。

5、计量熔体数量

必须保证计量的熔体有足够的数量，以保证产品不显现缺料，同时在保压过程中有足够的熔体能够进入。

三、注射

注射是整个注塑过程中最关键的部分，也是最难操纵的部分。UBE注塑机的注射过程操纵部分采纳5段速度和一段压力操纵。其过程为，在注塑过程中，按设定的速度进行注射，假如所需的注射压力不超过设定的注射压力，注射过程按设定的速度进行操纵，假如所需的压力高于设定的压力，注射过程由速度操纵转为压力操纵，直至进入VP转换点。

注射速度：注射速度对产品的表面质量和产品尺寸有着较大的阻碍。注塑速度过快，熔体流淌过程中会夹杂部分气体，在产品表面形成气泡等，同时产品的致密度下降，容易形成缩瘪和尺寸偏小。然而，假如速度过慢，熔体的流淌会在注塑后期受到阻碍，容易形成注射过程后期的缺料和缩瘪，同时产

品应力相对集中在浇口邻近，烘烤后应力开释，可能造成局部变形和压力线，阻碍外观和产品尺寸。

注射压力：注射压力的设定要紧起到爱护模具和设备的作用，注射过程操纵是以速度操纵为主。假如注塑压力过低，无法满足速度操纵所需的压力时，会按设定的注塑压力以恒定的压力进行注射，现在熔体的流淌速度会失控。有时在低压力的条件下，反而会形成飞边，这是由于通常在注射后期需要将降低注射速度，所需的压力反而要求专门低，而在压力操纵的情形下，压力无法下降，形成飞边。因此注射压力的设定应该略高于实际所需的压力，以保证产品质量处于受控状态。

VP转换点：VP转换点是指由注塑转为保压的切换位置。那个位置的设定，既要求有足够的熔体在保压过程中补入，又不能因为缓冲垫过厚而造成压力缺失。

四、补缩和保压

补缩和保压是克服产品缩瘪和保证产品尺寸的重要步骤。熔体遇冷后固化收缩，其收缩的程度随模具温度、壁厚和形状等不同而各不相同，在补缩和保压过程中，在一定的时刻内以一定的压力将熔体补入型腔，保证产品的成型后各部分表面尽量饱满。该过程通过压力和时刻两个参数进行操纵。

补缩和保压压力：在补缩和保压过程中，过低的压力无法保证熔体能够流到远离浇口的位置，而过高的压力除了会产生飞边之外，还可能在浇口邻近形成较大的应力，形成局部过饱和的现象。

补缩和保压时刻：同样假如保压时刻过短，压力没有足够时刻传递到远端。而时刻过长也可能形成过饱和。

五、冷却

产品的冷却不足会造成产品，取件和摆放时，产品的变形和其它损害。而冷却时刻过长又会降低设备的使用效率。因此，模具温度起到了至关重要的作用，模温高有利于熔体流淌的稳固，产品的外观能够得到改善，工艺也更容易操纵，然而高模温势必造成冷却时刻的延长。

六、开模和取件

对开模和取件过程的操纵，能够有效的防止产品的擦刮伤和变形。这种现象在生产边开模边顶出的设备时，专门明显。开模速度过快，使顶出速度低于开模速度时，产品无法与模具型腔贴合，无法满足模具设计要求，产品会在开模过程中，与模具发生擦刮造成损坏。而假如产品顶出速度过慢，产品局部始终受到挤压，时刻过长也会产生产品的损坏。因此操纵开模速度，专门起始时期的速度，将对产品质量和合格率产生重要阻碍。

在取件过程中，由于产品的温度仍比较高，可能产生变形的可能性也比较高。因此，取件的方式应该合理，尽量保持产品的平稳状态，幸免握持产品的分型面邻近。

七、修边和火焰处理

关于产品表面的毛边可采纳火焰处理，处理时，火焰的方向应由外表面向内表面，保持匀速，平均扫过所需处理的部位。假如速度过慢，可能造成局部结构的“坍塌”，速度过快又容易使成效下降。而修边工序，要求操作工有足够熟练的修边技术。具体的后处理技术将视产品的要求和实际处理成效决定。整体而言，关于产品的非外观表面，只需进行简单处理或不进行处理，

以不阻碍其它表面的涂装成效为标准，而重要表面，要求处理到表面情形符合产品的技术要求。

八、Valve Gate

Valve Gate的技术引入，大大提高了产品的质量，扩大了注塑的工艺窗口。由于多浇口位置的设置而造成的产品表面熔结痕的咨询题，能够得到解决。依照熔体在型腔内的流淌情形和模具设计要求，决定浇口打开的先后位置和具体位置。为防止产品表面显现流体滞留现象的发生，后一个浇口的打开应早于前一个浇口关闭。依照具体情形还能够解决其它的工艺咨询题。

例如，假如产品局部的尺寸发生偏差，能够通过调整V/G的开关位置调整注射过程和保压过程的熔体数量。解决部分浇口的过饱和和缩瘪咨询题，也能够通过调整保压时刻进行解决。然而V/G技术同样可能带来了部分产品缺陷，由于浇口的不同时开毕，在整个注塑过程中，各浇口邻近的熔体的加热和冷却情形不一致，在部分浇口邻近可能产生冷料也可能带入气泡。专门关于窄长型且冷流道较长的产品。因为在熔体流淌过程中，前一个浇口的熔体在流经下一个浇口的冷流道内，将气体困在冷流道内，在下一个浇口打开时，熔体无法将气体顺利推动，并包裹在熔体内形成气泡和冷料。

第三部分：模具对产品质量的阻碍

模具对产品质量的阻碍要紧表现是否有利于注塑工艺窗口的扩大。从以下方面进行讨论：

一、对熔结痕的阻碍

假如采纳Valve Gate技术，能够解决部分的熔结痕咨询题，然而部

分由于装配孔的咨询题造成的熔结痕咨询题同过V/G是无法排除

的。现在，要求考虑浇口的设置咨询题。浇口位置过近时，注塑压力

会使熔结痕凸起。而假如位置过远，由于压力传递不足，熔结痕无法

熔结，形成开裂。因此，在考虑浇口位置使，应该尽量使产品熔结痕

的位置处于熔体平稳流淌的位置。

在不采纳Valve Gate技术的情形下，应该尽量考虑将熔结痕的位置处

理到不可见区域。在实际应用中，关于保险杠产品，在条件许可的

情形下，采纳浇口位置上下交替放置的方法较为理想。

二、对缩瘪的阻碍

关于PP＋EPDM壁厚在3mm左右的产品而言，假如产品壁厚差超过

1mm，产品表面会存在可见的缩瘪现象。而同样的缩瘪可能造成的因

素，还包括模具各部分产生的温度差以及流淌不平稳而造成。

因此在模具设计时，工艺筋应尽量放置在产品不可见表面，同时壁厚

不宜产生突变。合理设计浇口位置和浇口尺寸。专门应该注意镶快、

滑块、顶块的散热和冷却成效，保证这些部位与型芯温度的一致性。

同时，假如滑块、顶块在注塑压力的作用下假如发生浮动，也可能产

生产品局部的缩瘪现象。

三、对冷料的阻碍

模具使用Valve gate后，由于冷流道内的气体的缘故，使冷料现象产

生的可能性增加。因此在合理范畴内，应尽量减小冷流道的长度，同

时适当扩大冷料井。

四、对气泡的阻碍

模具良好的排气性能是防止气泡产生的关键因素。排除工艺和原料的因素，气泡要紧来自于熔体流淌的“死角”和型腔末端，或在流淌过程产生专门。同样，热流道中的“死角”和冷流道位置也有可能产动气泡。因此在这些部位增加排气槽，能够减轻和幸免气泡的产生。

五、对过饱和的阻碍

在流道平稳和设计合理的情形下，差不多能够幸免过饱和的产生。然而假如采纳多个点浇口形式或进料点直截了当放在产品的可见部位的模具时，容易产生浇口邻近的过饱和现象。这是在保压过程中形成的，由于壁厚不平均的因素存在，个部分所需的保压时刻各不相同。

在不使用Valve G ate的前提下，造成局部点浇口的过饱和。

六、对浇口处理的建议

A.在满足产品尺寸和打足产品的前提下，浇口数量不宜过

多。

B.进料尽量放置在产品不可见位置。

C.使用Valve Gate技术时，冷流道不宜过长。

D.浇口位置设置必须考虑对熔结痕的阻碍。

E.关于门槛类的窄长形产品，应尽量考虑使用单浇口或使

用Valve Gate。

一、材料

目前要紧用于注塑的保险杠材料为PP＋EPDM和PC/PBT两大类。前者用于中低档车型的保险杠产品注塑上，PC/PBT用于高档轿车内。两者除了在价格上，PC/PBT的价格明显高于PP+EPDM。然而PC/PBT的强度、韧性以及外观同样也是PP+EPDM所无法比拟的。同时，PC/PBT的产品对模具钢材和流道的要求也十分苛刻，使用PC/PBT的材料将严峻阻碍模具的使用寿命。

PP+EPDM在添加滑石粉增强的情形下，在考虑强度的同时应该考虑材料的流淌性。在相同情形下，添加的滑石粉越多，流淌性越差，不适合窄长形产品产品的成型。

二、分型线的位置考虑

目前，在VW的保险杠产品都采纳内藏式的分型线设计。这种设计，使产品的可见表面上排除了分型线，保证了产品良好的外观。然而，对模具加工和设计的要求比较高。

三、装配元素

所有的装配孔位、装配筋等元素，都可能造成产品表面的缺陷，而且这些元素的尺寸越大，可能造成的缺陷越明显。因此，尽量在产品的重要表面不要设置这些装配元素，或者将这些装配元素，设置在壁厚发生变化的区域。如此可使产生的缺陷比较不明显。

四、零件的支承和定位

在使用PP+EPDM的注塑零件的强度，是不足以保持产品的外形的。专门关于细长形的产品，通常容易发生弯曲和变形。因此需要另外提供零件，以保证外形和支承。

同时，由于材料的收缩率受工艺条件和产品的形状的阻碍，会有所变化。而收缩率的微小变化，极有可能造成产品尺寸的变化，材料收缩率0.5%的变

化，都可能造成产品在纵向长度上10mm的偏差。因此，在应该提供在产品的各段

产品的壁厚不宜产生突变，突变容易造成缩瘪以及熔体流淌的波动。