摘要：随着我国经济的高速发展，人们的消费能力不断提高，私有汽车的保有量越来越多，对汽车生产工艺要求也越来越高。注塑工艺是汽车内部塑料制品的制作工艺之一，在汽车内板注塑工艺的实际应用过程中，往往问题较多，实际注塑效果不是很好。文章对化学微发泡注塑在汽车门内饰板的应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：化学；微发泡注塑；汽车门；内饰板
1前言
在注塑产品中，原料价格的不断上涨，客户对产品品质的要求不断提升，给制造商带来很大的压力和挑战。在这种情况下需要一种既可以提升产品品质，又能降低成本的合适技术。美国麻省理工学院（MIT）首先提出了微发泡的概念，期望在制品中形成高密度的封闭气泡孔，从而减少原料使用量的同时适当提升其强度，以免对性能造成影响。微发泡（MicroCellularFoaming）是一种物理发泡技术，它是以热塑性材料为基体，通过特殊的加工工艺，使得制品里密布从十到几十微米不等的封闭气泡微孔。美国Trexel公司于20世纪90年代中成立并获得了MIT的所有专利授权，将微发泡技术产品化并大力推广，目前在全球已累积获得70余项专利，MuCell微发泡技术已发展成为一种在注塑成型中非常成熟的革命性产品，在全球都被广泛采用。经过多年的发展，大量用户在商用设备、汽车零部件、电子元器件等产品中应用广泛，全球知名的很多OEM厂商已经要求在他们的产品上应用MuCell技术。同时Trexel也跟全球知名的注塑机生产商建立了良好的合作关系，如海天（Haitian）、日精（Nissei）、雅宝（Arburg）、恩格尔（Engel）、米拉克隆（Milacron）、哈斯基（Husky）、克劳斯马菲（KraussMaffei）、住友德马格（Sumitomo-Demag）、日钢（JSW）、东芝（Toshiba）等。
2微发泡注塑成型技术
塑胶原料从料斗加入料管中，通过螺杆的旋转挤压摩擦生热和发热圈的加热使得原料塑化熔融成为熔体。高压气瓶提供物理发泡剂（CO2或N2），在计量阀控制下以一定的流量和速度注入料管内的熔体中，然后通过螺杆前端的混炼元件将注入的发泡剂搅拌、均匀分散。塑料熔体—气体两相体系随后通过静态混合器更进一步分散及混合，气体通过分散溶入熔体中，形成熔体—气体均相体系。随后，该均相体系进入分散室，通过分子分散使得体系进一步均化。然后通过发热圈迅速加热熔体—气体均相体系，由于该体系温度急剧升温使得发泡剂在熔体中的溶解度明显下降，从而使体系中气体产生很大的热力学不稳定性，气体从熔体中析出形成大量的微小气泡核。为防止料管内已形成的气泡核长大，料管内要保持高压。在进行注射动作前，由高压气瓶通过气阀向模具型腔中冲入压缩空气。当型腔中充满压缩空气后，螺杆注射使得含有大量微小细气泡的塑料熔体注入型腔中。由压缩空气所提供的压力可以有效防止气泡在填充过程中发生膨胀。当填充过程完成后，型腔内压力下降从而使气泡膨胀，此时在模温的冷却作用下气泡体固化成型。
3化学微发泡注塑在汽车门内饰板的应用
在通常的情况下，会将注塑模分为成型零件、滑块、浇筑系统、顶出机构等。注塑模具的塑料加热过程是在高温筒中进行的，在模具合成后，然后将熔体注入到型腔中，根据注塑材料的不同和塑件结构设计的特点，选择合适工艺参数。注塑模具的工作适应能力较强，塑料产品的生产效率高，经常采用的是模块化加工方式。注塑模的成型部分通常由公模、母模、镶件等组成，这些部件共同决定了塑件的尺寸和结构。在实际注塑过程中，通常公模决定产品的内表面，母模决定塑件的外表面，在设计中通常采用的是一模一腔的设计方法。
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3.1对注塑机的选择
在实际注塑件注塑的过程中，注塑机扮演着非常重要的角色，其通过将原料注入到模具中，然后加工成各种塑件。注塑机通常由注射、合模、液压和电气系统等部分组成。合模机构可以分为四种类型，它们分别是：一、机械式合模机构，其经常采用机械传动的方式来提供合模力，可以非常方便对压力和速度进行调整，在早期的合模机中非常常见。二、液压式、其使用液压缸来提供合模力，对压力的调整非常方便，合模力较大，在大型的注塑机中应用最多。三、机械液压式。其将机械式合模机构和液压式合模机构的优点有效合并了起来，通过液压缸来产生初始的动力，然后经过机械传统机构，来达到稳定的状态，不仅操作方便，合模力也比较大，可以实现比较复杂的合模动作。四、电动合模机构。其采用伺服电机来提供动力，其运行速度和压力响应较快，设备运行噪音较低，生产自动化程度高，经常用于精密注塑件的注塑工艺中。
3.2浇筑系统的设计
浇筑系统可以分为普通流道和热流道两种，它们的选择对产品质量有着非常直接的影响，和产品充填度和保压过程有着非常密切的关系。在进行浇筑系统设计的过程中，应该有效考虑塑件结构和尺寸等因素，很累选择流道类型和布局方式，其主要的设计内容包括：一、浇口的设计。浇口的流道往往与型腔的接口直接相连，通常有半圆形、圆形、梯形和矩形这几种截面形式。在塑件成型后，需要和浇口进行分离，如果浇口尺寸设计太大，就会在塑件表面形成比较的残余结构。因此，应该在浇道的设计过程中，应该考虑注塑材料的流动特性，如果结构较为复杂，注塑料的流动性较差，则应该多选择多点进料的方式，浇口的速度也不能过快，否则容易模具材料造成影响。二、对流道形式的选择。在实际注塑过程中，多采用热流道的形式，可以有效提高浇注的速度，能够保证浇注的温度，为了减少对模具的热冲击，也可以采用附加冷浇道的形式。主流道是从浇筑口到分流之路之间的流道。在通常的设计过程中，经常会将流道设计成圆锥形，且和模具的主分型面成垂直的位置关系。在热的注塑材料注入到模具之后，会首先沿着主浇道流动，主流道结构和尺寸设计是否合理，对浇筑过程有着非常直接的影响，如果设计尺寸过小，就会对填充速度造成影响，如果涉及尺寸过大，容易造成大量原料的浪费。在通常的情况下，应该保证注塑压差在合理的范围之内，流动过程中的温度降也不应该超过合理的范围。注塑原料颗粒的大小和形状一致性也会对这些材料的塑化加工效果和搭桥现象产生非常直接的影响。如果注塑原材料形状一致性太差，或者其中存在太过细小的颗粒，就会直接对注塑液的流动性产生较大的影响，降低注塑也的流动性能，很容易造成搭桥现象的发生。此外，如果注塑颗粒表面的光滑程度过高，其塑化加工工艺性也会变差。因此，在实际选料过程中，应该严把质量关，保证原料颗粒尺寸的一致性，表面疏松多孔原料的性能最好，更加有利于加工。
3.3翘曲变形
这是一种在注塑加工中经常出现的现象，注塑成型结构偏离了原来了理想设计尺寸。这主要是由于塑件收缩不均、冷却不均、分析取向异性差异造成的。为了尽量减少该现象的发生，需要在原材料的选择上下大工夫：在模具的设计过程中，可以在冷却方式的选择上下大工夫，并选择合理的顶出方式，这样可以有效避免缺陷的产生。此外，在注塑工艺的设计中，可以有效结合CAE软件，有效对可能出现翘曲的部分和翘曲程度进行预测，更进一步对注塑工艺进行优化，有效降低注塑件的变形量。
4结语
由于汽车内门板塑件机构比较复杂，在实际注塑过程中非常容易出现翘曲变形的情况，应该认真研究问题发生的原因，充分利用软件设计对注塑工艺进行优化，合理设计注塑机构的结构，保证注塑产品的质量。
参考文献：
[1]梁东，张元成.浅析高光无痕注塑工艺技术[J].塑料制造.2011（Z1）：17-18.
论文作者:武文,刘春龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：注塑论文; 过程中论文; 气泡论文; 浇口论文; 发泡剂论文; 机构论文; 模具论文; 《基层建设》2019年第16期论文;