保险杠制造工艺发展

高节拍轿车保险杠成型工艺

● 总述

在1976年本田第一次采用树脂制造保险杠，由于保险杠采用注射成型，易于造型，适合批量制造,而且塑料保险杠经过碰撞时，由于材料较软，能较好的吸收能量减少对乘客的冲击，目前轿车已大部分采用树脂成型工艺制造保险杠，经过50年发展，保险杠制造工艺发展非常成熟

● 保险杠工艺制造现状

轿车产量已达到2000万台/年，各汽车制造工厂为提高制造效率，对保险杠制造工艺都进行深入的研究，下表是本田保险杠制造周期的发展历程，从1996年70秒

3

保险杠快速成型特点 3

．1成型工艺

现在保险杠一般采用改性聚丙烯树脂材料,注塑机利用加热料筒将树脂熔化,然后将熔融树脂推入模具,树脂在模具冷却后,模具打开,产品取出,

20

40 60 80 70

65

60

55

1996

1998

2002

2004

秒 2000

50

2006

45 42

2012(计划)

本田保险杠成型周期发展变化(1996年-2012年)-

注射成型工序

成型周期:在连续生产过程中,完成一模次生产所需时间,成型周期=WET TIME+DRY TIME

WET TIME(湿周期) ：产品成型的工艺时间，由注射时间+保压时间+冷却时间构成，主要受产品结构，材料，模具结构等因素影响

DRY TIME(干周期)：设备运行的时间，开合模时间+取出时间+顶出时间+计量时间，主要受注塑机性能影响

下表是本田CIVIC 前保险杠成型周期，重量4。3KG ，周期46。3秒

成型周期有干周期、湿周期两部分组成，干周期主要受设备限制，湿周期主要受模具、材料影响，提高成型周期，必须从设备\模具\材料三个要素入手

3．2设备特点

为实现高周期节拍，三菱重工与本田技研合作开发一款3000吨注塑机，采用两板式油压锁模结构，伺服马达电动予塑，可实现开模与塑化动作同步进行，设备模板及抽芯油路结构与本田模具特点能较完好的匹配，

型闭射出保圧冷却型开顶出取出

DRY 周期:15.9S DRY 周期部分 WET 周期部分

成型机高节拍要素

三菱3000吨注塑机主要技术参数如下

为实现高速度成型机安装7台大流量泵，功率合计确保开合模及锁模能快速实现，并在注射油缸上设置氮气蓄能压力罐，确保高速注射

DRY 周期UP 运行速度最大化

多个机械动作同步

运行距离最小化

※一般与模具结构相关

3．3材料特点

聚丙烯因其优异的性价比，广泛的应用于轿车的前后保险杠上，从1976年意大利FIAT公司采用PP与E/P共聚物的共聚物的共混料制作世界第一副保险杠以来，聚丙烯作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内应用广泛，目前世界上80%以上的保险杠都是采用聚丙烯基体的TPO材料制作，根据汽车保险杠使用要求，可以将保险杠材料开发发展划分三个阶段，见表1

汽车保险杠用聚丙烯材料发展阶段

实现快速成型,本田保险杠平均壁厚3.0mm,根据产品填充需要,壁厚范围在3.4-2.6 mm 之间（见下图）,目前采用的材料三井生产的保险杠材料,广州本田也部分采用三菱化学的材料,在成型时尺寸稳定,外观光洁度高,工艺合格率可以达到100%

产品的板厚不是一定的，从降低成本的观点来设定部分的薄板设定。

薄板设定使用高刚性材料时，有必要确保刚性。

成品壁厚设计，主要从产品刚性、流动性、工艺性、冷却效果以及成本上综合考虑，※ 板厚被设定为不阻碍树脂的流动，因而考虑成形性来设定薄板范围、除变范围。

随着材料、模具等工艺的发展，壁厚还在呈下降趋势

3．4模具要求

模具要适应高节拍，需要具备下面两个条件，①模具结构不能过于复杂，在开合模过程中，动作简单紧凑②模具冷却效果好，在约10多秒的时间内，能将200℃以上的熔体冷却到表面80-90℃状态。要求材料导热性优良，模具设计也要便于布置水道。

现在保险杠模具结构基本有两大主要结构，内分型及外分型，内分型主要是欧美汽车厂商采用，其主要特点是为保证产品质量，分型线设计在模具B面，无论是加工误差还是模具长期使用后产生的飞边都不会影响产品外观，主要不足模具复杂，通常30-40吨重，产品周期一般都在60秒以上，日系车厂通常采用外分型结构。分型线在产品正面，为保证外观品质，对模具加工都提出高要求，但是模具结构简单，周期最快可以达到40秒以下。

将来发展趋势

轿车竞争日趋激烈，既要高品质，还要低成本，所以高效率生产是各个汽车厂不懈的追求，围绕这个课题许多新技术都在开发中，如低压注射技术、保险杠设计薄壁化、全电动注塑机等。