商用车前面板缩印问题的分析优化

丁文博

北汽福田汽车股份有限公司 北京 102206

1 商用车前面板缩印问题描述和技术要求

1.1 商用车前面板缩印问题描述

某轻卡车型是全新开发的一款轻卡系列换代车型，AUDIT评审提出“前面板7个卡接固定点凹凸不平影响美观”，为产品背面7个固定点DOGHOUSE缩印导致的外观缺陷。缩印问题是注塑产品的在冷却过程中，塑料因热效应导致收缩，若这些收缩未能得到及时的补偿，在塑料件壁厚不均匀位置（如背面有结构、筋位等）会出现缩印。

1.2 商用车前面板的技术要求

（1）根据造型要求，前面板本体设计为整体式，最长1667mm，宽度563mm，采用上下部分色、中部三段网格孔结构，上半部分为车身同色、下半部分为黑色细皮纹，中部网格位置为银色金属漆。前面板本体和车身采用螺栓连接方式，在前面板本体上端设计有7个DOGHOUSE，用来安装B型簧片螺母[1]。

（2）根据前面板总成的技术要求及表面处理的喷涂要求，此次前面板总成的本体材料应具备以下特点：①具有较小的表面硬度，能减轻行人受伤；②弹性好，具有较强的抗塑性变形的能力；③减振作用良好，在弹性范围内能吸收较多的能量；④满足喷涂性能要求。

2 商用车前面板缩印问题原因分析

2.1 商用车前面板的材料选择

此次前面板本体材料在设计初期考虑改性PP材料。PP材料的熔点温度为164℃-170℃，热稳定性较好，分解温度可达300℃以上，但成型收缩率较大为（1-2.5%），本身就具有较高的收缩率，在成型过程中容易出现缩印问题，低温成型时易因分子配向而翘曲或扭曲，成型时其流动性能对温度和剪切速率均较为敏感[2]。

2.2 商用车前面板的成型工艺影响

PP材料最常用的成型工艺为注塑工艺，其有以下优点：

①能一次成型出外形复杂、尺寸精确的制品；②成型周期短，一般制件只需30一60秒可成型，可实现自动化或半自动化作业。

注塑成型工艺的影响缩印问题的主要过程工艺参数如下：

（1）注射压力：(一次压)就是把成型材料在瞬间内充填到模腔内的压力。

（2）保压。（二次压）原料充满模腔后至浇口固化前作用在原料上的压力。

（3）背压：阻止螺杆快速向后退的力。

（4）注射速度：螺杆前进的速度。同注射压力都是成型条件中重要项目之一。

2.3 商用车前面板的结构设计和成型模具影响

（1）前面板的产品结构设计。前面板设计的产品壁厚为2.5mm，出现缩印处的DOGHOUSE筋位根部壁厚为1mm，高度最高为18mm，考虑产品拉脱力和斜顶脱模斜度要求，根部位置无法再做减薄。根据PP材料的收缩特性，同一塑料件型腔的各部分壁厚应尽可能均匀一致，筋位设计壁厚不超过产品壁厚的1/3，此前面板本体产品的筋位结构设计壁厚比约为1：2.5，在表面易出现缩印问题。

（2）前面板本体的成型模具影响。初始的模具方案设计，采用六点顺序阀浇口进胶的方式，通过模流分析，现有的浇口尺寸和数量，因产品本身网格线众多，在注塑末端已经出现速度和注射压力的衰减，无法满足增加注射速度及保压时间的要求，通过工艺参数调整无法彻底解决。

银隆公告称，公司新一任董事会、监事会及公司管理层在履职过程中，发现原董事长魏银仓、原总裁孙国华涉嫌通过不法手段，侵占公司利益金额超过10 亿元。目前，公司已向珠海市中级人民法院提起民事诉讼、向珠海市公安局经侦支队进行报案，相关机构已正式受理。

3 商用车前面板表面缩印的改善措施验证

根据前期分析的材料选择、成型工艺、产品结构和模具问题，针对前面板缩印问题，对相关的影响因素进行以下多轮验证：

第一轮：工艺优化，由于表面缩印，调整注塑工艺，将注塑压力由80Mpa调整到100Mpa，模具温度由20度提高到60度，并增加保压和背压压力；

第二轮：产品结构优化，由于产品抱紧力大不易脱模，表面缩印及顶伤产品等问题，将前面板反面11处圆形筋由2mm降到0.5mm，并增加十一顶块；前面板DOGHOUSE反面的壁厚局部由3mm到3.5mm；产品壁厚整体加到3mm，DOGHOUSE根部壁厚由1mm减到0.8mm。

第三轮：模具优化，将模具DOGHOUSE处的顶块表面精度进行调整优化及模具浇口尺寸与位置进行调整，将前面板模具六个顺序阀浇口，更改到十一个顺序阀浇口，调整原材料硬度，尝试对DOGHOUSE后侧进行避空

第四轮：结构更改，将前面板三个位置缩印严重的DOGHOUSE去除，采用超声波焊接方法将DOGHOUSE与前面板本体连接[3]。

4 结论

4.1 前面板结构设计

（1）根据PP材料特性，产品反面结构不应设计在产品大平面上（如DOGHOUSE，加强筋），易引起表面缩印问题，应设计在产品R角及弧面处，PP材料反面有结构的产品，尽量减少使用高光喷漆工艺，应使用亚光喷漆工艺或皮纹工艺。

（3）前面板造型和结构评审不到位，由于前面板整体结构格栅网多，未采用分体结构，增大注塑压力会造成网孔飞边严重，造型原因无法过多增大注塑压力，因此缩印改善效果不明显。

4.2 注塑工艺的优化措施

注塑工艺的控制或改善注塑制品的缩印问题，主要从以下几个方面对成型过程中的工艺参数进行控制：①提高注射速度及注射压力；②提高保压压力及保压时间；③提高料筒温度；④提高背压；⑤延长冷却时间。

4.3 模具结构的优化措施

（1）增加浇口及流道截面积，提高注塑速度，改善型腔末端的保压效果。

（2）提高模温，改善材料流动性，增加保压效果。

（3）改善模具排气。

（4）浇口数量设计在前期模流分析过程中，需对注射压力的平衡性实施评审。

4.4 产品结构优化措施

（1）壁厚不均匀位置的胶位过渡要均匀。

（2）通过工艺和模具调整后无法根除的缩印位置，考虑修改整体式结构为分体式结构，并将安装点由整体式修改为焊接式。