PC3S产品结构的特殊性分析

毕宏华,张继堂,于善平,杨伟

(长春富维-江森自控汽车饰件系统有限公司，吉林长春 130033)

PC3S产品结构的特殊性分析

毕宏华,张继堂,于善平,杨伟

(长春富维-江森自控汽车饰件系统有限公司，吉林长春 130033)

汽车门板质量是汽车内饰质量的重要评价指标之一。中高档汽车门板中部倾向于使用软质材料，追求个性化，某公司应此要求开发了预裁软质小面料常压合模注塑的专利技术，简称PC3S技术。PC3S技术对产品结构有特殊的要求，从PC3S的特点出发，分析产品结构的特殊性。

软质预裁小面料；常压合模注塑；产品结构特点

0 引言

传统的汽车门护板中部多采用包覆工艺[1]，传统包覆工艺需要进行喷胶、活化、成型等工艺，工序复杂，投资大，不环保，另外气味也难以满足日益提升的用户需求。部分厂家使用传统低压背注工艺[2-4]。传统背注工艺使用面料在模具分型面封胶[5-6]，需要面料的尺寸大于制件，面料的利用率较低，且需使用低压注塑设备，低压注塑设备与常压注塑设备相比成本较高；传统低压背注工艺在注塑完成后需要修切掉多余的面料，需投入冲切设备和人力，因此成本较高。预裁软质小面料、常压合模背注注塑技术(Precutting small soft skin normal pressure back injection mold technology，PC3S)的研发目的是代替传统包覆产品及传统的低压注塑产品,摒弃这两个工艺的工序多、设备投资大、开胶、气味等问题,实现软触感及表面装饰效果,工艺简单,质量稳定,无胶环保。PC3S与这两个传统工艺在工序上有较大差异,它只需一步注塑即可实现传统工艺的功能要求,在实现方式上具有特殊性,因此对产品结构也有特殊要求。

目前，该技术已在奔腾B90、奔腾X80、Bora FL等项目中得到了应用。但有关PC3S产品结构特殊性的报道很少,文中将对PC3S产品结构特殊性进行分析。

1 PC3S产品结构特殊性分析

1.1 从中部插件与本体的装配关系分析

中部插件在本体上有两种装配方式,一种是前装,另一种是后装。所谓前装,是中部插件从前面压在门板本体外面,需要中部插件整个外表面全是A面,这就要求边缘包覆,并且B面需要有数个焊接结构,结构较复杂,单纯的注塑工艺一次无法实现,需要二次包边;所谓后装,是门板本体边缘从前面压在中部插件上,中部插件边缘不外露,不需要包边,且中部插件是边缘出孔,结构相对简单,通过注塑可以实现,这为中部插件实现PC3S工艺提供了可行性。所以,PC3S的首要条件是中部插件与门板本体装配关系是后装。

1.2 从中部插件面料在模具上的定位分析

PC3S技术一个主要特点是小面料,即面料小于骨架,出模后不需要后修切工序,所以要求面料在模具内要有准确的定位,且所有定位点一定位于实际产品上,而不需要特别的补充区域。如图1共有5个大孔是用于面料在模具上定位的孔,即工艺孔,不参与装配。

另外,由于定位孔处是有面料覆盖的,面料在定位孔部位受挂针限制,但会有一定程度拉伸,所以为保证A表面质量,挂针孔边缘需与A表面保持一定距离.如图2所示,如是挂针孔,则需保持挂针孔边缘与A表面的距离不小于5 mm。

1.3 从中部插件装配孔位分析

中部插件的装配孔都是一次注塑成型,不需要后修切,所以要求面料定位准确,但因为面料自身的拉伸特性决定,面料在裁剪过程、模具合模过程及注塑过程中都存在不同程度的拉伸,且有些拉伸是可恢复的,有些拉伸是永久性的,所以导致面料边缘位置精度会有一个变化范围,如果装配孔位距离可见边缘太近,会导致漏边或面料盖位装配孔,所以设计要求装配孔与可见边缘距离不小于4 mm,如图2所示。

1.4 从中部插件壁厚分析

PC3S中部插件是一个一次成型的复合产品,最终壁厚取决于产品的功能要求,借鉴目前包覆产品的骨架强度要求,为保证产品功能,产品的注塑部分壁厚应该在2.5 mm左右,面料压缩后厚度一般不小于1.0 mm,所以两者合在一起,注塑后压缩壁厚应该不小于3.5 mm,自由状态下的壁厚应该在4.0 mm以上,如图3所示。

1.5 从中部插件形状分析

中部插件产品的形状,直接决定PC3S产品是否能够成功,设计中应该从以下方面考虑产品形状:

(1)零件表面周边圆角半径及翻边深度需要控制。圆角过小,会出现面料拉破问题,翻边深度过大,特别是处于角落处的翻边,面料受两个方向的拉伸,如果深度过大,会出现拉破或褶皱。一般控制圆角及深度如图4所示，要求零件表面翻边处圆角的半径R≥4.5 mm，翻边深度不大于10 mm。

(2)零件形状变化的过渡区弧长与弦高比需要控制。比值直接影响面料在模具内的延伸,如果比值过高,面料无法伸展开,在表面形成褶皱。如图5所示要求产品的弧长与弦高比a/b≤10。

1.6 从中部插件B面结构分析

由于PC3S是背注产品,产品的热流道系统、顶出系统等都处在定模侧,定模侧结构比较复杂,为方便布置水路,以保证良好冷却,产品B面结构尽可能简单,避免有斜顶、抽芯等机构。如需卡扣座,可采用焊接或对碰结构出模。

2 结论

在实际设计过程中，PC3S产品受A面造型影响,不同产品会有很多特殊之外,在产品分型及B面结构设计过程中,都需要考虑PC3S的特殊要求,针对不同结构,采取相应对策,以适应PC3S工艺要求。

【1】 陈秀娟，杨怀生，邹翔等,复合织物材料在高档真皮汽车内饰中的应用[J].产业用纺织品,2009(12): 34-37.

【2】 齐贵亮,注射成型新技术[M].北京:机械工业出版社，2011.

【3】 袁锋,低压注塑技术[J].轻工机械,1998(1): 11.

【4】 阎继周,低压注塑法与常规注塑法有何区别[J].国外塑料,1993(2): 23-25.

【5】 高军,注塑成型工艺分析与模具设计指导100例[M].北京:化学工业出版社，2009.

【6】 付宏生,注塑成型工艺与注塑模具[M].北京:化学工业出版社，2007.

Specificity of PC3S Product Structure

BI Honghua,ZHANG Jitang,YU Shanping,YANG Wei

(Changchun Faway-Johnson Controls Automotive Systems Co.,Ltd.,Changchun Jilin 130033,China)

Car door panel quality is one of the important evaluation indexes of automotive interior quality.In high-class or middle-class car door panels,it is tended to use soft material.And color and pattern can be changed according to customer’s requirements.PC3S technology was developed based on the requirements of customer.It had some specificity requirements for product structure to realize PC3S technology.The specificity of PC3S product structure was analyzed based on PC3S technology characteristics.

Precutting soft small skin;Normal pressure back injection;Product structure characteristics

2014-11-26

毕宏华(1972—)，学士，高级工程师，研究方向为注塑技术。E-mail:honghua.bi@jci.com。