張友根

（寧波海達塑料機械有限公司 315200）

汽車塑料件成型加工技術的分析研究

張友根

（寧波海達塑料機械有限公司 315200）

塑料化是現(xiàn)代汽車科技進步的發(fā)展方向。塑料件成型技術與汽車塑料化無縫結(jié)合起來，創(chuàng)新創(chuàng)造成型技術，推動汽車塑料化的進程，這是汽車工程重要的應用技術開發(fā)。現(xiàn)代先進的塑料成型新設備、新技術、新工藝，幾乎都與汽車塑料化有密切的聯(lián)系。本文對汽車有關幾種塑料件成型新技術的分析研究，說明汽車塑料化技術進步離不開塑料成型技術的創(chuàng)新創(chuàng)造，同時推動了塑料成型技術的創(chuàng)新創(chuàng)造。汽車塑料件成型加工新技術的研發(fā)，以終端制品發(fā)展的新功能、新特點為出發(fā)點，把制品研發(fā)，塑料原料的研發(fā)、設備研發(fā)、成型工藝研發(fā)等作在線無縫結(jié)合一條龍開發(fā)。

汽車；塑料件；成型技術；分析研究

汽車塑料化是基于三個主要理由，一是節(jié)能環(huán)保，二是提高功能，三是簡化制造工序與工藝，已成為國際汽車界研究開發(fā)的三大熱門課題之一。Chinaplas2011展會上，呈現(xiàn)全球領先的汽車綠色塑料新材料、新技術和新設備，提供了一個全面了解汽車塑料化新趨勢和新進程的最佳平臺，表明汽車塑料化是實現(xiàn)汽車輕量化、環(huán)?；?、節(jié)能化的必然發(fā)展趨勢。隨著塑料新材料開發(fā)技術的日新月異，塑料正憑借其質(zhì)量輕、設計空間大、制造成本低、性能優(yōu)異等獨特優(yōu)勢，成為21世紀汽車工業(yè)最佳的材料選擇。增加車用塑料在汽車中的使用量，成為降低整車成本及其自重、增加汽車有效節(jié)能的關鍵。塑料在汽車領域的應用也日漸廣泛，由座椅、車燈、拉手、頂棚、儀表板、門內(nèi)板、遮陽板等普通裝飾件逐步擴展至包括油箱、翼子板、風扇葉片等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)與功能件，從部分替代金屬向大部或全部替代發(fā)展。汽車塑料由單一組成材料快速向復合材料方向發(fā)展，從而加快了實現(xiàn)汽車全塑化的步伐，促進了汽車塑料件成型加工新技術的開發(fā)。提高汽車塑化件的性能和功能是擴大塑化件應用于汽車的關鍵，成型加工技術的創(chuàng)新是提高塑化件性能和功能的重要手段。本文分析研究了汽車塑料件成型新技術，說明汽車塑料化技術進步離不開塑料成型技術的創(chuàng)新創(chuàng)造，同時也推動了塑料成型技術的創(chuàng)新創(chuàng)造，汽車技術的研究重點向汽車塑料化轉(zhuǎn)移。

1 異型中空管的3D擠吹成型[1]

3D擠吹異型管成型設備是適應成型形態(tài)復雜的異型中空管新發(fā)展的設備，是一種少廢料或無飛邊的擠出中空成型。主要具有以下優(yōu)點：對合模力的要求較低，切除料邊的工作量減少，不必對成型品的外部直徑重新修正，成形品的管壁厚薄比較均勻，管子整體強度趨于一致，提高了使用壽命。汽車工業(yè)對形態(tài)復雜輸送管件的需求增加，推動了3D擠吹異型中空管設備發(fā)展。3D擠吹異型中空管成型工藝是，型坯被擠出后，被預吹漲并貼緊在一邊模具壁上，擠出頭或模具按成形編制的程序進行2軸或3軸的轉(zhuǎn)動，當類似腸形的型坯充滿模腔時，另一邊模具閉合并包緊型坯，使之與后續(xù)的型坯分離，這時整個型坯被吹脹并貼緊在模腔的壁上成型。我國也引進了3D異型中空管吹塑設備。沈陽金杯汽車公司引進了SIG Blowtec 水平3D擠吹異型中空管塑料成型機，制造汽車進氣管。杜邦公司用3D異型中空管擠吹成型為大眾汽車生產(chǎn)礦物增強尼龍的進氣部件與一臺諧振器結(jié)合成一體的部件，減輕了振動及降低了噪音。意大利Uniloy Milacron公司在K 2010展會上，推出了UMA 12全電動二層共擠出吹塑機，應用制造3D汽車通風管，為同行業(yè)首創(chuàng)。擠出塑化、型坯擠出均為交流伺服電動機驅(qū)動，配備了適合機械手取制品的無拉桿的12噸合模力的合模裝置。機頭配有Radial Parision Variation裝置來控制非對稱的型壁厚度。通過位置傳感器和閉環(huán)運行的伺服電機，機頭能夠自動精密定位，生產(chǎn)高質(zhì)量3D通風管。

3D異形燃油管向高阻隔性的多層共擠方向發(fā)展。納米高阻隔性能應用于多層復合汽車燃油管，降低燃油管的汽油、甲醇、有機溶劑滲透率，進一步提高了阻隔性能，以符合越來越嚴格的對汽車燃油揮發(fā)泄漏量的標準，多層高阻隔性共擠出燃油管越來越得到應用，成為燃油管的發(fā)展方向。意大利Fiat汽車公司用PA納米復合材料作為燃油管阻隔材料替代原來的PVDF阻隔材料，多層燃油管包括PA12外層、PA6/PA12共聚物粘結(jié)層、含2%納米粘土的PA6/PA66共聚物阻隔層、PA66內(nèi)層，對汽油的阻隔性高三倍，燃油管全都由PA材料組成，以便于回收特點。

2 特種管材的可熔型芯注射中空成型[2]

可熔型芯注射中空塑料成型，利用低熔點的金屬作為注射模具的型芯來生產(chǎn)內(nèi)外表面形狀復雜并且要求光潔以及內(nèi)部尺寸要求精確的中空塑料制品。熔芯注射中空成型的基本原理是：先用低熔點合金鑄造成可熔型芯，然后把可熔型芯作為該件放入模具中進行制件從模腔中取出，再加熱將可熔型型芯熔化。這種技術的關鍵是：塑料注射時，型芯不得熔化；作型芯的金屬的熔體以及用來熔化型芯的介質(zhì)不會腐蝕塑料；在熔化型芯的溫度下，制件不會發(fā)生變形?？扇坌托咀⑸渲锌账芰铣尚驮谧⑸浣Y(jié)構(gòu)上難以脫模的多頭集成進氣管、燃油管、進排氣管等。

可熔型芯注射中空成型管，內(nèi)壁光滑，減少了液體/氣體的流動阻力，降低了能耗。管子各部位的壁厚可根據(jù)強度要求，設計空間大，有利于降低塑料原料的消耗量，達到降低重量及能耗。

德國福呂登伯格公司可熔型芯注射中空成型汽車發(fā)動機罩下(即發(fā)動機室內(nèi))BMC材料的進氣歧管,歧管內(nèi)表面十分光滑，有助于空氣流入，發(fā)動機的效率比用金屬歧管高15%，且歧管重量減輕1公斤。

3 高性能制件的低應力注射成型[1]

普通注塑件在高壓下成型，內(nèi)應力高，內(nèi)應力在制件使用過程中釋放，使制件變形，破壞原有的裝配精度，縮短使用壽命。降低注塑件的內(nèi)應力達到提高汽車安全系數(shù)。低內(nèi)應力注射成型汽車塑化件，一直是當今人們熱點研究的課題之一。

3.1 低內(nèi)應力振動型注射成型

振動型注射是把金屬振動鑄造工藝原理運用到塑料注射成型領域。振動注射使模腔內(nèi)熔體產(chǎn)生振動剪切流動，從而增加剪切取向的作用和效果，達到提高其力學性能；振動注射產(chǎn)生周期性的壓縮增壓和釋壓膨脹的作用，有效地防止了縮孔、裂紋等缺陷，明顯提高了熔接線的強度，降低了制品內(nèi)應力。振動型注射主要有三種型式：兩點進料振動注射，雙螺桿推-拉振動注射，螺桿注射振動。

A.兩點進料振動型注射成型

兩點進料振動型注射機的振動裝置由兩個油缸與其本體組成，本體進料為單一進料口，本體內(nèi)部及出料（融熔料進入模具澆口）為雙通道，每一個油缸活塞桿與一個出料通道聯(lián)通。在噴嘴與模具之間安裝振動裝置。工作原理：融熔料在高壓注射下經(jīng)噴嘴進入振動裝置進料口，融熔料在振動裝置內(nèi)部分兩路進入模具型腔，在保壓過程中，其兩個油缸的活塞反復交替工作，把振動傳入模腔內(nèi)，引起模腔內(nèi)的熔體產(chǎn)生振動剪切流動。

B.雙螺桿推-拉振動型注射成型

雙螺桿推-拉振動型注射的工作原理：雙螺桿同時把融熔料分兩個澆口進入模腔，在即將注滿模腔時，A/B螺桿繼續(xù)向前注射，而B/A螺桿在融熔料壓力下相應后退，這樣，兩根螺桿相應交替反復工作（如同兩點進料振動注射），在模腔內(nèi)產(chǎn)生振動剪切流動場。研究表明，此種振動注射玻璃纖維增強的LCP制品，與常規(guī)的注射成型相比，其拉伸強度和彎曲模量分別提高了420%和270%。

C.螺桿注射振動成型

螺桿注射振動成型的工作原理：給注射油缸提供脈動油壓，使注射螺桿產(chǎn)生往復移動而實現(xiàn)注入模腔融熔料產(chǎn)生周期性振動，一直至模具澆口封閉時為止。研究表明，螺桿振動注射的PP、HDPE、PS制品的拉伸強度分別提高了18.3%、22%、16%。

3.2 低內(nèi)應力注射壓縮成型

注射壓縮成型不是依靠螺桿向型腔傳遞壓力，而是通過壓縮行為來壓實制品，使得制品表面具有均勻的壓力分布，制品內(nèi)部分子取向分布均勻，保證了成型制品的尺寸精度高且穩(wěn)定。注射壓縮成型特別適應壁厚2mm至5mm的大面積薄壁件的加工。二扳注塑機機的液壓合模機構(gòu)是注射壓縮成型的最佳合模機構(gòu)。ENGEL公司開發(fā)汽車塑料制品專用二扳注塑機，開發(fā)了多種壓縮成型工藝。Webasto通過在回轉(zhuǎn)壓板注射成型機上完成雙組分注射壓縮成型工藝，然后進行涂漆步驟來制作車頂車窗玻璃模塊，在第一次注射時，用注射壓縮成型制成PC透明車窗玻璃整體，而在第二次注射射時，用Bayblend?DP T95 MF來制作面積較大的框架結(jié)構(gòu)，使制品具有非常低的內(nèi)應力和低扭曲形變的特性。

3.3 低內(nèi)應力超高壓注射成型

注射壓力達到460MPa,制品內(nèi)應力趨于零。超高壓注射，對螺桿、機筒的強度和剛度的設計理論必須做進一步開發(fā)，常規(guī)的設計理論已不適用；常規(guī)的結(jié)構(gòu)設計也已不適用，開發(fā)新穎的注射塑化結(jié)構(gòu)達到超高壓注射性能。

4 防滲透性汽車油箱成型

4.1 多層共擠出汽車油箱中空成型[3]

中空塑料燃油箱是汽車燃油箱的應用方向。整車HC化合物排放量中的45%來自于燃油系統(tǒng)，提高塑料燃油箱的阻隔性能已成為整車排放達標最直接、最有效和最重要的途徑。多層共擠出高阻隔性的油箱已成為發(fā)展趨勢。多層塑料燃油箱中空機一般有六臺擠出機，分別塑化擠出每一層。其中內(nèi)層、焊接層為主料，與單層燃油箱所用的原料相同。阻隔層為EVOH或PA6/66。常用的牌號：EVOH為EVAL F101A、Soarnol DT2903（Nippon Gohsei）；PA6/66為Ultramid C35（BASF）、Durethan C38（Bayer）；粘結(jié)層為馬來酸酐接枝改性的LDPE或HDPE，常用的牌號為Admer GT-5A（Mitsui）、Bynel4006（Du Pont）等；回收料層所用的是型坯的料頭及廢制品的粉碎料，含以上成份。多層共擠出中空成型不但提高了塑料燃油箱的阻隔性能，而且由于各層材料的合理組合，提高了制品的剛度及安全性能，并且降低了制品的重量。美國90%以上的汽車油箱采用多層共擠出中空塑料成型件。國內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展促進了多層共擠燃油箱的技術進步。陜西秦川機械發(fā)展股份有限公司秦川塑料機械廠自主研發(fā)的SCJC500×6六層共擠中空成型機，最大可成型200升六層塑料汽車燃油箱（標準型），儲料機頭采用螺旋流道，不僅配備軸向型坯壁厚控制系統(tǒng)，還在國內(nèi)首家配備徑向壁厚控制系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)采用高功能PLC控制動作順序，采用觸摸式顯示器進行畫面顯示，參數(shù)修改；液壓系統(tǒng)采用比例伺服控制節(jié)能技術等。

連續(xù)擠出式多層共擠機頭是多層共擠出中空成型的心臟和大腦，它的性能應能達到：控制每一層達到最佳狀態(tài)和完滿的圓周及側(cè)向材料分布，能不受材料分布的影響而加工變化廣泛的塑料原料和不同的擠出量。螺旋芯棒組合系統(tǒng)，具有高度適應性，多段結(jié)構(gòu)可達七層，滿足了特殊制品的需要，加工條件最優(yōu)，是多層共擠出機頭優(yōu)先采用的系統(tǒng)。多層共擠出機頭的流變設計是設計中的關鍵，要能達到機頭不依懶于生產(chǎn)率和原料分布有關的原料粘度，在低擠出量下具有良好的自清潔功能和高擠出量下的最小剪切熱，每一層中具有良好的圓周分布，層組合原料分布均勻，能加工范圍較寬的塑料原料、不同擠出量以及不同擠出量比。大型多層共擠出中空塑料成型機采用儲料式機頭，該結(jié)構(gòu)是主機頭在各層機頭的上方，配制著同心的環(huán)形活塞，把機頭與儲料腔作成一體，使在低壓下能實現(xiàn)型胚的高速擠出。

4.2 雙片熱成型汽車油箱

德國機械制造企業(yè)Ctdnnon公司成功開發(fā)出雙片熱成型法加工汽車塑料油箱。與吹塑(中空成型)法汽車塑料油箱相比，雙片成型油箱由上下兩片組成，在連接前可以在片材內(nèi)側(cè)附裝其它部件，因而能生產(chǎn)吹塑法難以成型的復雜結(jié)構(gòu)油箱。雙片熱成型的片材是HDPE(白色)／(E／VAL)／LLDPE／(E／VAL)／回收料／HDPE(黑色)6層共擠片材，生產(chǎn)的油箱泄漏量小，低于美國加州制定的LEV2(低泄漏汽車)和PZEV(局部零泄漏汽車)規(guī)定的汽油泄漏值。德國Visteon公司采用Ctdnnon公司的成型系統(tǒng)和設備，已向大眾汽車公司供應7種雙片熱成型汽車塑料油箱。

5 汽車塑料玻璃成型[4][5]

汽車塑料玻璃是汽車玻璃發(fā)展的方向，對汽車的輕量化、節(jié)能、安全等有著重要的科技進步作用，是一個未來的新興市場，聚碳酸酯（PC）的前后1/4車窗、固定側(cè)窗、后固定窗、透明車身板和大型全景天窗在歐洲已經(jīng)全面使用。這一革命使車窗減重達50%，而且比玻璃車窗具有更大的設計自由度。開發(fā)汽車塑料玻璃，首先要了解目前汽車玻璃存在問題，通過何種結(jié)構(gòu)及技術能提高汽車塑料玻璃的性能，達到和超過目前汽車玻璃的性能，塑料原料通過何種技術處理達到汽車塑料玻璃的性能要求，汽車塑料玻璃的專用原料的發(fā)展如何，新穎的汽車塑料玻璃通過何種成型工藝能達到高的性價比，汽車塑料玻璃根據(jù)塑料專用原料的性能及技術要求通過何種注射工藝達到更高的性能要求，如何通過創(chuàng)新的注射成型工藝，使成型汽車塑料玻璃領先于市場，引領汽車塑料玻璃市場的發(fā)展，與原料生產(chǎn)、模具、制品研究、汽車制造等相關單位聯(lián)合，研究新穎的注射成型設備、周邊設備、后處理設備、模具等。

5.1 塑料車窗的表面硬化涂層處理技術

用于PC車窗的表面硬質(zhì)涂層能夠提供抗刮擦和紫外線防護功能，等離子涂層技術作為一種低溫、無溶劑的工藝，相對于濕法涂層是一種進步，正在取代濕法涂層。

5.2 塑料車窗的模內(nèi)薄膜層壓技術

模內(nèi)貼膜也能代替硬質(zhì)涂層，采用層壓薄膜的方法取代濕法或等離子涂層，從而使車窗的高透明表面具有更好的抗紫外線性能和更優(yōu)良的抗沖擊性能，模內(nèi)薄膜層壓或者多層共注射正在取代涂層處理技術。薄膜層壓使PC車窗擁有了更高的物理防護性能，能夠阻擋超過99%的紫外線，減少了汽車內(nèi)部因太陽光產(chǎn)生的熱量；薄膜的防紅外線和紫外線功能可以減少空調(diào)的使用從而節(jié)約能源，還能夠降低汽車內(nèi)飾件材料的成本。

5.3 塑料車窗的共注射成型

PC具有優(yōu)良的抗沖擊強度，但其耐候性較差。而PMMA正好相反，同時起到緩沖的作用。將兩種材料組合起來能夠達到理想的效果。共注射成型以PC為芯層、PMMA為外層的三層結(jié)構(gòu)的車窗，分三次注射成型。通過控制界面間的粘接力，達到不同的抗沖擊強度。共注射成型減少了生產(chǎn)工藝步驟，免除了與薄膜生產(chǎn)相關的處理成本，同時該方法還具有更大的設計自由度。保護窗體表面，提高抗刮擦性，同時提供一些附加功能，如阻隔熱和光等。

5.4 塑料車窗的模內(nèi)貼膜成型

純PC塑料車窗過于堅固，因此在發(fā)生事故時，車內(nèi)的乘客不容易從車窗逃生。使用PMMA吹塑薄膜，因為吹塑薄膜在膜泡的冷卻線處有細微的瑕疵，當薄膜受到相反方向（汽車內(nèi)部）的沖擊處于張力狀態(tài)下時，易于從此處斷裂，能夠使乘客在遭遇事故時打破車窗。成型工藝：PMMA薄膜放入模腔內(nèi)，并采用傳統(tǒng)的PC材料進行背部注射。為了確保已拋光模具的高光澤表面在長期使用中不會被損壞，就必須保證薄膜在模具中的精確定位。在背部注射成型中，重要的是要確保薄膜不起皺，澆口點的數(shù)量、各注射點的熔體流動速率以及注塑點的設計是關鍵因數(shù)。如果需要降低填充時的熔化壓力以減少模具和薄膜所承受的應力，則可以應用注射-壓縮成型。這種成型方法在使制品獲得出色的環(huán)保優(yōu)勢的同時，其抗沖擊性能仍然很好。

5.4 汽車塑料車窗生產(chǎn)的低成本模具

由于塑料車窗是小批量產(chǎn)品，降低模具成本達到降低汽車車窗的生產(chǎn)成本。WPG國際汽車研究中心指出，目前有兩種方法：一種是采用鋁制模具，先采用CNC設備進行粗加工，然后再進行精拋，接著用獨創(chuàng)的硬鍍鉻技術進行表面處理，硬鍍鉻技術使用銅、鎳和鉻層。鋁模具能夠進行20000次成型，且其加工速度比鋼模具更快，而且成本低70%；另一種方法是使用軟鋼模具，用高速CNC設備進行機加工，不必進行拋光。這種方法依賴于模內(nèi)嵌入的薄膜以提高表面的光澤度，最多需要在模具的一側(cè)進行拋光。這種模具能夠進行50000次成型，成本比傳統(tǒng)模具低40%。

6 結(jié)構(gòu)件的在線配混玻纖復合材料的擠注成型[2][6]

玻纖增強的復合材料的注射制品，具有輕量、節(jié)能、環(huán)保美觀、尺寸及幾何精度高、能經(jīng)受4 00 C～ 1 3 50 C的高溫等優(yōu)點，在汽車行業(yè)中，應用越來越廣泛，例如軟質(zhì)儀表板的支撐骨架、車門坎板、發(fā)動機罩、風扇葉輪、發(fā)動機和動力系統(tǒng)部件、節(jié)流體和流量計等。如何在注射成型加工中，充分發(fā)揮填充長玻纖增強的性能達到降低重量又提高制品的強度和剛度，成為新的注射成型的研發(fā)課題。在線配混復合材料的擠注復合塑化注射系統(tǒng)就是把常規(guī)的配混擠出造粒及制品的注射成形在兩臺設備上進行合為在同一設備上進行，不受到常規(guī)標準原料及供應數(shù)量的限制，可靈活開發(fā)具有特種性能和功能的復合材料的注射制品，特殊的塑化型式達到大大降低了填充長玻纖的剪斷率，提高了制品的強度和剛度。常規(guī)的配混擠出造粒及制品的注射成形在兩臺設備上進行，已配混好的復合材料再一次徑注射螺桿的剪切塑化，損傷長玻璃纖維，不能保持長玻璃纖維的原來纖維長度，極大降低了制品的強度和剛度。在線配混高分子復合材料就是解決了以上的難題。在線配混就是把復合材料的擠出混煉和注射在一條生產(chǎn)線上一步完成。用戶可以根據(jù)自己注射成形制品原材料的要求，直接把填充劑、添加劑和塑料原料一起喂入擠出機混煉塑化，注射成形制品。

Engel公司以模塊化方式把鎖模力10,000kN的Duo 7050/1000二模板大型注塑機與德國Leistritz的長徑比為36的直徑50mm的螺桿同向混煉平行雙螺桿擠出機組合成一套異軸在線配混的擠注復合系統(tǒng)，而且，每個組件的標準功能都保持完整無缺，如果有必要，每一個組件都能獨立于其它組件而運轉(zhuǎn)。模塊化設計的擠出機塑化擠出配混熔融料，熔融料被擠入流道，流經(jīng)打開的流道開關進入注射儲料腔中，在達到設定注射量時，流道開關閉合，熔融料流動被中斷，注射熔融料注射到磨具中，并施加保持壓力，在這段時間內(nèi)，擠出機繼續(xù)塑化擠出至熔融料儲料腔中。

東華機械有限公司與華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心合作，應用華南理工大學聚合物新型成型裝備國家工程研究中心的動態(tài)振動的專利技術,開發(fā)出國內(nèi)首臺異軸在線配混動態(tài)注射成型設備，該設備鎖模力650噸，注射量3000克，三螺桿擠出機的螺桿直徑50mm，最高轉(zhuǎn)速300rpm，最大擠出量達到250kg，采用熔體儲料缸、多個熔體閥以及柱塞式注射。把自主創(chuàng)新的動態(tài)振動技術和擠注復合系統(tǒng)結(jié)合起來，使擠注復合系統(tǒng)的技術和應用提高到一個新的高度。動態(tài)注射減小了流動對玻璃纖維的剪切，有效提高復合材料流動性，降低了注射與保壓壓力。平行組合式的三螺桿塑化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)在較小的螺桿長徑比條件下就能達到傳統(tǒng)雙螺桿擠出機在較大長徑比才能達到的混煉混合效果，具有獨特的高填充、高分散、高產(chǎn)量、低能耗優(yōu)勢。通過一段時間對PP＋玻纖、PP＋麻纖等多種物料體系的試模運行，與傳統(tǒng)的配混造粒＋注射成型的工藝相比，成型同樣一個材料為PP加30%玻纖的制品，能耗降低45%、成型周期縮短20%、制品的力學性能得到提高。

7 表面鍍鉻裝飾件的復合注射成型

ABS塑料件具有能被鍍鉻性能，廣泛應用于需表面裝飾的塑料件，例如門把手。ABS塑料件由于電鍍前期處理過程中，塑料變脆，強度下降，降低了力學性能。提高表面鍍鉻裝飾件的力學性能，成為研發(fā)的課題。表面鍍鉻裝飾件為達到既具優(yōu)異的力學性能又能電鍍，采用復合組件，需電鍍的表面為ABS材料，本體為不具電鍍性能、對電鍍液步敏感的高強度PC材料。根據(jù)制品需要，成型可采用雙組分注射成型，也可采用模內(nèi)貼標注射成型。

8 特種功能件的MuCell微發(fā)泡注射成型

MuCell微發(fā)泡不同于反應發(fā)泡，主要采用物理介質(zhì)，如超臨界CO2，成核氣泡為微泡沫。微發(fā)泡部件較輕、殘余壓力較少，尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性卓越,材料消耗較少、成型周期也較短。當采用纖維增強部件時，彎曲性較小。極寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出極高的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性。日本馬自達汽車公司開發(fā)超臨界流體（SCF）發(fā)泡技術與核心反向擴展成型工藝相結(jié)合，可生產(chǎn)多層部件，并能更好地控制泡沫結(jié)構(gòu)，改進塑料的熱絕緣和聲學性能。該技術讓超臨界流體與塑料在分子層面上相混合，提高其流動性，從而使其在模具中更快地擴散，達到減少原材料用量的目的。所用的超臨界流體（SCF）可從惰性氮氣或二氧化碳氣體制取。與常規(guī)發(fā)泡技術相比，應用新技術制造的部件更容易回收利用，且應用范圍廣。該技術可以使汽車輕量化，減少對樹脂的消費量，其節(jié)約增產(chǎn)率高達30%。該公司2011年車型的汽車將開始采用這一技術，用于生產(chǎn)寬溫度范圍的汽車零部件。該技術已與核心反向擴展成型工藝結(jié)合在一起而申請了專利。

9 無油漆模內(nèi)薄膜裝飾成型

無油漆模內(nèi)薄膜裝飾正在進入外觀和結(jié)構(gòu)零件領域，目前的趨勢是將干漆膜用于越來越大型的零件上。干漆膜比油漆具有更好的耐候性和耐化學品性能，而且不會碎裂。制品成型原理：先把制品形狀的干漆膜放入模腔，然后在背部注射，成型制品，可以達到A級表面光潔度。注射成型用薄膜由模具進行熱壓成型，此模具的形狀應當與注塑成型模具完全匹配，以防止隨后產(chǎn)生皺褶。薄膜顏色、DOI和光澤度方面可與車體漆相匹配，但是它比油漆更耐劃傷和撞擊。SoliatLLC公司研發(fā)的四層結(jié)構(gòu)的Fluorex薄膜由可熱壓成型的面層（成型后剝離掉）、含氟聚合物透明層、顏料層和粘接層/底層構(gòu)成?；氖?50密耳厚的TPO片材，它由Spartech Plastics公司用擠出層壓法粘接在漆膜上。零件由位于密執(zhí)安州Grand Rapids市的Stac Pac公司進行熱壓成型和計算機數(shù)字控制修邊。

10 汽車儀表板成型

汽車儀表板集安全性、功能性、舒適性與裝飾性于一身的部件，一般分為軟質(zhì)儀表板和硬質(zhì)儀表板。硬質(zhì)儀表板一般直接采用PP/EPDM礦物填充材料或耐熱ABS材料直接注塑而成，成型成本低、工藝簡單，但舒適性，裝飾性欠缺，一般用于A級車以下車型。軟質(zhì)儀表板一般由骨架材料做支撐，中間為發(fā)泡層，表面為PVC或者TPO軟質(zhì)材料包覆，其整體色澤柔和，觸感好，類似皮革，一般用于B級及B級以上車型。儀表板骨架材料，需要有一定的剛性以支撐其所附的零件在高速和振動的狀態(tài)下保證正常工作，同時需要有較好的吸能性使其在發(fā)生意外時減少外力對正、副駕駛員的沖擊。

11 碳纖維復合材料汽車結(jié)構(gòu)件模壓成型[7]

碳纖維是由一種含碳量在95%以上的新型纖維材料，它是用一些含碳的有機纖維，如腈綸絲、瀝青及粘膠纖維等做原料，跟塑料樹脂結(jié)合在一起，放在惰性氣體中，經(jīng)碳化而成的新型纖維材料，由于碳纖維具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數(shù)小等特點，可以稱之為新材料之王。隨著汽車各項性能的不斷提高，對結(jié)構(gòu)件用材料的性能要求也越來越高，碳纖維復合材料減輕重量的優(yōu)點將推動汽車使用更多碳纖維復合材料，可以代替鋼板制作結(jié)構(gòu)件，減輕汽車的重量。成型技術方面，進一步實現(xiàn)整體成型技術、固化監(jiān)控、自動化技術及三維復合材料技術，開發(fā)批量成型加工碳纖維復合材料零件的技術。以前使用碳纖維復合材料（SMC）的大型車體結(jié)構(gòu)件只出現(xiàn)在跑車或者其它式樣奇特的車輛上，而且是用預浸膠片或者濕疊層工藝制造的，不適宜大批量生產(chǎn)。戴姆勒克萊斯勒公司開發(fā)適合批量生產(chǎn)的模壓成型碳纖維復合材料(SMC)的大型底盤、車外左右防護板支架部件。Dodge Viper 運動車的整個防護板支架系統(tǒng)的兩個較小的支架和兩個大燈支座，這四個結(jié)構(gòu)件應用碳纖維復合材料模壓成型后，總重量只有13.5磅，但它們卻取代了15～20個金屬零件，使重量減輕了40磅；2mm壁厚的支架支承了整個車體的前端，并為34個部件提供了附著點，前端的剛度提高了22%。美國Morison公司為Dcna公司生產(chǎn)汽車傳動軸，采用碳纖維復合材料可使原來由兩件合并成一個傳動軸簡化成單件，與鋼材料相比，可減重60%，供通用汽車公司用。

12 表面高質(zhì)量件的高光無痕注射成型[2][8]

高光無痕注塑成型技術利用蒸汽爐產(chǎn)生的蒸汽或者高溫水和冷卻水，通過快速的交換來控制一個成型周期內(nèi)模具的溫度，消除產(chǎn)品表面溶接線、溶接痕、波紋及銀絲紋，徹底解決塑料產(chǎn)品的表面縮水現(xiàn)象，并使產(chǎn)品表面光潔度達到鏡面水平，幾乎可以完全再現(xiàn)模具的表面狀態(tài)，達到無痕的效果，并可使塑件免去后續(xù)噴涂工藝,是一種環(huán)保型注射成型新技術。此外，高光注塑還可解決加纖產(chǎn)品所產(chǎn)生的浮纖現(xiàn)象，從而使產(chǎn)品品質(zhì)更加完美。在薄壁成型中，在高溫下注進熔融樹脂有助于達到100%的填充率，避免澆不足和困氣等缺陷。而且通過成型后的速冷，也可以降低收縮應力。高光無痕注塑技術包括高光澤塑料材料、高光注塑模具、模溫溫控設備以及注塑機和注塑工藝。高光無痕注塑成型可應用于汽車液晶顯示器、汽車內(nèi)飾件、車燈等。高光無痕注射成型車燈的電鍍表面質(zhì)量可達到鏡面，通過高光電鍍，進一步提高光反射效果。高光無痕注射成型汽車內(nèi)飾件，內(nèi)應力小，能長期保持現(xiàn)狀。

13 結(jié)語

汽車科技進步日新月異，塑料用量的比例越來越高是最明顯的特點，塑料件的功能性越來越復雜、壁越來越薄、重量越來越輕、強度和剛度越來越高，使用的塑料原料向復合材料、納米材料方向發(fā)展，在形狀、結(jié)構(gòu)等方面不斷科技進步。汽車塑化件在達到功能和性能的要求下，可用不同的成型工藝和成型設備來達到。汽車塑化件以終端制品發(fā)展的新功能、新特點為出發(fā)點，把制品研發(fā)，塑料原料的研發(fā)、設備研發(fā)、成型工藝研發(fā)等作在線無縫結(jié)合一條龍開發(fā)，創(chuàng)造創(chuàng)新成型技術推動汽車塑化件的發(fā)展，引領汽車的發(fā)展。歐盟標準規(guī)定85%的汽車部件必須由可回收材料制造，這項要求在2015年將會提高到95%，所以，不可回收利用的塑料件將逐漸減少在汽車領域中的應用，重點研究可回收環(huán)保型汽車用塑料將成為未來的研發(fā)方向。復合材料組成的汽車塑化件的成型技術，尼龍、聚丙烯等復合材料必將取代不可回收利用的熱固性塑料。生產(chǎn)廠家應利用塑料制品成型的特點，盡量將多個零件一體化，減少數(shù)目，設法達到一次成型復雜零件的目的。

[1]張友根.擠出設備的現(xiàn)狀及調(diào)整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)研究[J].上海塑料，2010，4：25～33

[2]張友根.加快我國注塑設備自主創(chuàng)新科學發(fā)展和完善推進調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的研究[J].塑料工業(yè)，2010，38（5）：1～7

[3]張友根.大型擠吹中空塑料成型機技術發(fā)展詳解 [J].環(huán)球塑料機械，2008,4:70～72

[4]楊忠敏.車用塑料制品引領汽車塑化時尚的新潮流[J].化工科技市場，2007，30（6）：31～35

[5]周一兵.汽車塑料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].國外塑料，2008,26（1）：30～35

[6]張友根.淺談在線配混擠注復合系統(tǒng)[J].國際汽車設計及制造,2010,11:22～27

[7]馮美斌 褚東寧 敖炳秋等.世界汽車塑料材料技術的若干新進展[J].汽車工藝與材料，2008，7：57～63

Analysis and research of molding technology of manufacture of automotive plastic parts

Zhang Yougen
(Ningbo Haida plastic machine Co.,Ltd.315200)

The plastic of the progress of modern vehicle technology development.Plastic parts and automotive plastic molding technology of a seamless combination of innovative forming technology to create and promote the process of automotive plastics,it is important to the application of automotive engineering technology development.Modern and advanced plastic molding new equipment,new technologies,new processes,almost all of plastic of the car are closely linked.In this paper,several cars on the new technology of plastic molding analysis shows that technological progress can not be separated automotive plastic of plastic molding technology innovation creation,while promoting the creation of innovative plastic molding technology.Automotive plastic molding process research and development of new technologies to the development of terminal products,new features and new features as a starting point,the product research and development,the development of plastic raw materials,equipment,research and development,molding process research and development for the seamless integration of online one-stop development.

Automotive；Plastic parts；Molding technology；Analysis and research

張友根（1947～） 男 教授級高級工程師 終生享受國務院政府特殊津貼?？萍疾繃H科技合作計劃評價專家，中國包裝工業(yè)專家顧問委員會委員，中國塑料機械協(xié)會專家委員會專家，榮格塑料技術創(chuàng)新獎評審專家，[包裝與食品機械]審稿專家，[中國塑機]特約編輯，[橡塑膠機械]顧問。現(xiàn)任寧波海達塑料機械有限公司總工程師。1982年畢業(yè)于上海交通大學。發(fā)表論文近300篇?，F(xiàn)主要從事塑料機械的科學發(fā)展工作。