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3分鐘讓你看懂塑料零件薄壁化技術(shù)
在節(jié)能減排和性能提升的雙重推動下,汽車輕量化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。
汽車輕量化一般從零件材料和零件結(jié)構(gòu)方面解決,因此汽車塑料零件的薄壁化技術(shù)應運而生。
零件薄壁化在減少塑料用量的同時,能夠節(jié)省汽油的用量,從而大幅節(jié)省石油資源,達到輕量化的目的。
目前市場上對于薄壁化沒有真正的定義,塑料行業(yè)內(nèi)認為壁厚小于1.0mm,或者投影面積大于50cm2 便稱為薄壁注塑,但是對于汽車行業(yè)而言,只需要在保證零件性能不損失且滿足使用的情況下,將壁厚降低即可稱為薄壁化。
本文將帶大家一起了解一下汽車塑料零件薄壁化技術(shù),歡迎收藏與轉(zhuǎn)發(fā)~
一.零件薄壁化能帶來什么好處呢?
1、有效節(jié)約成本和提升汽車續(xù)航能力。
汽車重量每下降 10%,燃油效率可提升約 7%。一般汽車塑料件壁厚2.5-3.0mm,薄壁化后零件重量可降低10-40%左右。
圖1-車重與定速燃料效率的關系圖
圖2-整車質(zhì)量與續(xù)航能力關系圖
2、可以縮短零件的成型周期。
薄壁化后注射膠量可以減少10-40%,縮短了儲料和注塑時間;薄壁零件更容易冷卻,冷卻時間大幅縮減。
3、改善一些零件問題如直角結(jié)構(gòu)處和筋條處過厚導致的縮痕等。
二.零件薄壁化會面臨哪些挑戰(zhàn)?
由于材料接觸模具內(nèi)壁的部分會優(yōu)先冷卻,當零件進行薄壁化處理后,材料冷卻加快,熔融材料流道變窄,熔體受到的阻力越來越大。
這會使得材料產(chǎn)生波流紋、熔接線和虎皮紋,嚴重可能導致短射缺膠現(xiàn)象。
因此注塑時需要更大的壓力,而增大壓力后,材料又較難脫模。
除此之外,材料冷卻過快、壓力多大會導致材料更容易高度取向,從而發(fā)生翹曲。
三.如何做到汽車零件薄壁化?
1、塑料材料方面:
塑料產(chǎn)品的尺寸對其物性影響非常大,厚度越薄,對應的模量和沖擊強度越低,零件壁厚的削減更容易造成零件變形和破碎等問題;
另外,由于零件壁厚變薄,在注塑生產(chǎn)時受到的剪切力會逐漸加大,同時材料冷卻過快,因此容易造成波型面和缺膠等零件問題。
所以對于材料一般要求高模量、高沖擊、高融指材料。
2、模具方面:
(1)模具材質(zhì):
由于薄壁化零件注塑壓力較大,會壓迫金屬使其變形,所需模具精度更高,因此應該使用硬度性能高于常規(guī)模具材質(zhì)的鋼材,以提高壽命和精度。
(2)模具結(jié)構(gòu):
由于薄壁化零件注塑壓力較大,模具的動、定模板及其支承板厚度要設定得比常規(guī)的更厚,支撐柱要更多。
因此模具內(nèi)要多設置內(nèi)鎖緊定位結(jié)構(gòu),以保證精確的定位和良好的側(cè)支撐。
(3)澆注系統(tǒng):
高分子在模具內(nèi)流動呈皮芯結(jié)構(gòu),薄壁化之后流動芯層寬度減少,導致收到的剪切力逐漸增大,一般會優(yōu)先考慮低的流長比。
所以澆口設計應盡量使用片狀(扇形)澆口,并且使用澆口數(shù)量要多于一般零件。
(4)冷卻系統(tǒng):
材料薄壁化更容易導致零件翹曲,因此模溫設計應考慮均衡,避免冷卻不均產(chǎn)生內(nèi)應力而導致翹曲。
(5)排氣系統(tǒng):
由于充模壓力速度較大,需要保證模具的排氣性,避免材料發(fā)生困氣。
(6)頂出系統(tǒng):
頂桿應排布在塑料件對型芯包、緊力、對模腔黏附力最大并能夠承受脫模力的地方,同時加大頂出區(qū)域,盡可能考慮采用頂塊頂出形式。
頂塊斜頂圖
一般頂針
3、工藝方面:
工藝技術(shù)要高壓高速,同時儲料量不能過多防止塑料老化,需要合理設置熱流道溫度和模溫。
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