探究汽车注塑件常见缺陷及处理方法

黄富家 铁盛武 梁峻彬 唐山棚

摘 要：随着社会经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，对私家车的需求也不断增加，这在一定程度上促进了汽车行业的发展。汽车在特定的制造工艺中，注塑件容易出现一些质量问题，影响汽车的性能和外观的实际使用。首先对汽车注塑件的典型缺陷进行了讨论和分析，并对如何解决这些缺陷问题进行了探索和研究。为了有效解决汽车制造过程中存在的注塑件缺陷问题，应该重视注塑件的整体质量，从而可以保证用户的驾驶体验。

關键词：汽车注塑;缺陷;处理

1 引言

汽车制造业的逐渐兴起，使得汽车上塑料零件的应用范围越来越广泛。注塑零件在汽车制造商中的应用，可以促进汽车的节能环保，还能够有效降低汽车的零件重量。汽车塑料零部件通常采用注塑成型的方法生产，所以生产时间短，生产效率高，生产成本低。但在实际的注塑工艺过程中，容易出现一些质量缺陷，如屈曲变形、焊缝、凹痕、表面复制不良等。这些问题的产生，容易影响汽车内外饰的整体质量。因此，相关人员对此高度重视。

2 汽车注塑件典型缺陷分析

2.1 发生翘曲变形

如果实际制造的塑件形状与设计的形状出现较大的差异，如凹或凸，我们称之为塑性屈曲变形。目前轿车在塑料注塑件的制造发展过程中，使用的PP材料与工程塑料相比，具有较低的弹性模量，所以在使用过程中抗变形能力较弱。一般来说，仪表板在边界处自动注入容易发生屈曲变形，其中矩形在翘曲变形中表现明显。如果汽车仪表板过长，且没有设计加固结构，容易出现屈曲变形问题。翘曲变形的四个主要原因：（1）产品壁厚不均匀，使在填充过程中内应力较大;（2）进胶点位置设计不合理，造成内应力不均;（3）出料不良，如冷却水设计不够科学，缺乏合理性，出料不良：（4）产品结构缺乏合理性。由于轿车注塑件使用的是PP材料，其弹性模量低于工程塑料，所以容易出现屈曲变形，而且，容易发生汽车仪表板前沿部位变形的情况。

2.2 注塑件容易发生缩痕

缩痕是汽车塑料在实际制造过程中出现的缺陷，缩痕中常见的问题很容易出现在注塑件的表面，往往表现在注塑件局部出现在凹陷的表面。造成汽车塑料收缩痕的原因大多是在注塑件的局部位置进行冷却，由于没有有效的压力进料措施，很容易造成汽车塑料收缩痕缺陷问题。汽车塑料收缩痕问题，通常出现在螺钉柱、加强筋突出物的背面，如局部位置的厚壁或注塑件。

所谓缩痕，是指注塑制品表面产生的凹陷，这一缺陷的发生，主要与以下原因：（1）控股的压力，注入压力是不够的，保压时间短，缺乏合理性，（2）产品结构等壁厚的变化，等等，（3）模具温度、熔体温度超过一定的标准，冷却不足。在汽车塑料零件中，最常见的缩痕位置是加强筋、螺丝柱的背面等。

2.3 存在表面复制不良问题

汽车塑料的另一个问题是仿形件的表面质量缺陷，我们会在注塑成型的过程中具体地制造出仿形件，模具型腔表面不精确，塑件表面光泽不均匀的问题被称为仿形不良。很多汽车在实际设计过程中对注塑件表面进行处理，会增加皮革的纹路，皮革的纹路效果越细腻，模塑件的复制难度具体就越高。此外，当注塑产品的表面形状有较多的规则，且彼此不相连时，就会因皮纹的空气滞留而出现在表面上的复制不良。这通常是，如果汽车模型上的前门板纹路较多，但当型腔连通性较差时，就会在塑料表面出现花斑的缺陷。

表面复制不良，是指在注塑成型时，无法准确地仿模腔表面，体现在表面光泽度不均匀。通常，汽车塑料的表面会形成各种皮纹，皮纹的细致程度决定了注塑复制的难度，越细致，复制就越困难。另外，如果皮革的形状很有规则，而且彼此之间没有连接，那么就容易出现因皮纹被困住而导致注塑件表面复制的现象。造成这一现象的原因有二：（1）空腔压力不够;（2）困气。

2.4 虎皮纹质量缺陷

虎皮纹通常在立柱、门板、仪表板、保险杠等较大面积汽车注塑件上出现，一般表现为表面缺陷，熔体流动方向和条纹互相垂直，进而会在汽车注塑件的表面形成老虎皮纹一样的印迹，印迹的光泽效果是不同的。经过仔细观察，我们可以发现，在流程较大，壁厚较薄的汽车注塑件上，容易产生虎皮纹缺陷。

2.5 熔接痕缺陷

所谓熔痕，是指熔融的塑料，分为两种以上流动，经过再相遇后，此时由于树脂流动前部分冷却氧化，进而很难完全融合的。熔接痕产生的原因主要有：（1）塑料流动性差，射出速度慢。（2）塑料产品的结构对橡胶的流动有一定的影响，如孔位过多。（3）缺少科学的浇口设计，模具温度过低。（4）一些异物如脱模剂、挥发物被卷入如塑料的汇流中，从而影响汇流，焊缝痕迹的出现不仅会对注塑件的美观产生一定的影响，还会对注塑件的抗冲击强度产生影响，因此，必须采取有效的清除措施。

2.6 毛刺

所谓毛刺是指在注塑成型过程中，模具合模线溢出，或者是一种脱模销等间隙处，且在注塑品上残留下来的剩余料边。这种情况出现的原因为公母模的结合处，其精度相对较差，回收量较多，且在注塑成型过程中密封部位漏气较弱，造成毛刺此外，在成型方面由于锁模力不足，压力和材料温度过高。

2.7 开裂

开裂，包括零件表面丝状裂纹、微裂纹、白色裂纹、龟裂以及由粘稠零件模具、浇道模具等引起的，根据开裂时间点脱模开裂和应用开裂。在产品表面形成大的裂纹称为开裂，一般有两种原因，一是魏氏型产品表面内应力引起的;二是强行顶出，顶出力不平衡，顶杆数较少。

3 消除汽车注塑件典型缺陷的对策

3.1 消除翘曲变形缺陷

为了消除典型缺陷中的自塑性屈曲变形，需要从以上结构设计中有效提高注塑件的强度。我们通常是在车上的仪表板上设计加强筋或其他加固结构，有效地控制好汽车仪表板的长度，最好在汽车仪表盘的背面设置相应的钢筋，并定期加固钢筋，从而避免了汽车的塑性屈曲变形现象。一般来说，在汽车仪表盘厚壁不增加的情况下，应用钢筋可以提高注塑件的强度，防止注塑件出现变形情况。

3.2 防止发生缩痕问题

在汽车塑料螺钉柱背面的缩痕缺陷问题上，需要在螺钉柱的根部增加凹坑结构。添加凹坑主要是为了减少螺钉柱根部的等效厚度，它可以从最大程度上避免凹坑出现的问题。一般来说，当量厚度越小，其表面出现缺陷的可能性就越大。当塑件的壁厚與螺钉柱根部的等效厚度相近时，汽车注塑件出现缩痕的可能性很小。由于汽车是PP塑料材料，它的弹性模量较低，所以会造成汽车缺乏抗变形能力和产生塑料收缩痕。因此，汽车塑料设计者需要从结构上不断提高塑料材料的强度。

3.3 避免出现表面质量不良

为避免汽车塑料表面重复出现不良缺陷的问题，需要在具体设计注塑件的过程中避免使用细腻的皮纹。由于缺乏型腔压力就会导致汽车注塑件出现表面质量不良，因此，我们在具体生产汽车注塑件的过程中，需要让熔融的塑料复制模具表面有较大的压力。通常情况下，采用高压、高速、高温的方法可以有效地避免熔体压力的损失，从而方便了注塑件复制模具表面。

3.4 减少虎皮纹情况

减少汽车模具零件在蒙皮上的颗粒情况，需要合理控制材料的良好韧性，应用聚对苯二甲酸丁二酯、增韧尼龙等，可以有效地虎皮纹现象的发生。另外，还可以合理控制汽车注塑件的壁厚，或者是单浇口填充缩短，可以有效降低熔体填充模具的阻力，从而使熔体流动趋于稳定，从而达到减少虎皮纹现象的效果。此外，还从模具设计上避免了虎皮纹现象，通过扩大浇口的宽度和厚度，增加浇口直径达到减少虎皮纹现象的效果，从而促进汽车制造整体质量的提高。

3.5 减少熔接痕缺陷

（1）对产品结构进行调整，调整到塑件的壁厚，然后对熔接点或位置进行优化，或者是对孔的部分进行第一次密封，后期再进行第二次加工。（2）模具结构，可适当减少浇口数量，采用热流道顺序阀控制进入胶料，增设溢料井于熔接痕处，优化融合角度。（3）在注塑成型过程中，在材料的选择上，应注意其流动性，同时应减少脱模剂的使用，增加注塑压力，加快填充速度，提高模具温度，树脂温度。

3.6 消除毛刺缺陷

（1）优化模具结构，首先，为了便于清洁处理，要巧妙设计擦穿位，再者，要注意塑料用料涉及的溢料数值要高于排气口深度。（2）优化注塑工艺，降低注射压力和保压压力，降低注射速度，控制模具和溶胶的温度。

3.7 消除开裂缺陷

（1）造型材料的选择上，注意选用分子量大，高强度的材料。（2）降低注射压力和保压压力，喷射速度控制和最后阶段的注射速度，延长冷却时间，（3）模具设计，优化设计模具结构，增加排气，增加浇口区域的顶杆数量。

4 总结

总之，汽车常见的注塑件缺陷主要包括翘曲变形，表面复制、毛刺和缩痕，这些缺陷的出现与很多因素有关，如注塑材料和流程、产品结构和模具的设计等等。因此，在生产汽车塑料零部件时，应不断优化生产工艺，改善产品结构，提高材料性能，提高汽车注塑件的质量，避免出现缺陷。

简而言之，材料、注塑工艺、模具设计和产品结构都会影响汽车注塑件的质量。因此，汽车塑料制造人员需要注意研究注射成型零件的一些典型缺陷，采取有效措施来解决这些问题，并对缺陷和汽车塑料材料及工艺进行调整，避免缺陷的发生。从而在实践中提高汽车制造水平，逐步为客户带来更高效、高品质的驾驶体验。

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