汽车后尾灯覆盖双色注射模设计

束伟军，卢建生，邬新桥

（江苏文光汽车技术开发有限公司，江苏丹阳 212325）

1 引言

目前有两种不同塑料或者两种相同类型的、不同颜色的塑料的双色塑件，已经在市场上盛行，并且双色塑件的外观更加漂亮，使用更加舒适。双色塑件是使用两个注射系统的注塑机，将不同品种的塑料或同一品种但不同颜色的塑料同时或先后注入模具型腔内而成型，这种成型方法叫双色注射成型。

近年来汽车车灯产品运用双色产品越来越多，尤其是在汽车后尾灯灯罩上使用的非常频繁。

一般汽车后尾灯灯罩采用的双色类型有单层双色和双层双色。双层灯罩一般也称为覆盖双色，其中覆盖也分全覆盖和半覆盖。内罩可以按功能的需求设计造型结构，满足光线折射角度等需求，外罩可以满足车身曲面造型的需求，达到表面光滑整体流畅一致，材质选择都是透明树脂。注射成型方法根据塑件结构一般可分为先注射红罩或先注射白罩（通常所说的先红后白或先白后红）。本文主要介绍的双层设计方法，以及该类塑件结构在注射成型过程中遇到的窜色问题以及解决方案。

2 塑件结构分析

2.1 塑件结构分析

灯罩如图1所示，最大尺寸706.7×95.6×36.5mm。塑件为上下叠层，上层无色透明，下层为红色，双色注射成型，第一次注射下层的红色透明罩，第二次注射上层的无色透明罩，塑件背面为焊接筋结构。

图1 塑件3D图

2.2 塑件材料成型特性

塑件采用汽车尾灯罩常用的“亚克力”（PMMA）材料，该材料是目前透光率最高的塑料，质轻坚韧，电气绝缘性能较好。一般用于透明塑件，如窗玻璃、光学镜片、灯罩等。最主要一点是它能与常规的灯壳材料采用热板焊接方式固定。

3 模具结构设计

3.1 浇注系统设计

该塑件设计为上下叠层或者叫上下覆盖结构，一般称呼为双色覆盖模具。由于此类双色模具的特殊性，该模具红色灯罩进胶的方式采用侧向进胶，覆盖的无色透明部分采用正面针阀点浇口进胶。依据塑件大小和公司注塑设备尺寸，模具采用1模2腔（左右件）方案进行设计。

根据塑件尺寸和结构，单浇口进胶无法满足工艺要求，经过模流分析第一次注射红色透明罩，采用2个侧向浇口进胶，如图2所示。第二次注射无色透明罩，采用正面阀针式进胶，浇口数两个。这样可以降低注射压力，确保成型的塑件符合设计要求。阀针点浇口口面直径控制在ϕ2.5～ϕ3mm，塑件面上内凹0.2～0.3mm。这样保证针阀浇口处痕迹小，并且不刮手。

图2 第一、二射进浇口方式

3.2 动模、定模设计思路

总体的设计方法是先注射下层的红色透明罩，注射成型完成后开模，因注射后是半成品件，第二次注射才会注射上层的白色透明罩，所以首次开模后塑件不顶出，半成品塑件吸附在动模侧，动模侧整体旋转180°后再合模注射白色透明罩。完成后第二次开模后，此时成品件已完成，动模侧的成品在焊接筋底面扁顶杆的作用下顶出。每次注射后开模都会有一模半成品灯罩及一模成品灯罩产生。动、定模结构如图3所示。

图3 动、定模结构

3.3 动模结构设计

根据塑件的结构形状分析，第一射红罩塑件上有5个方形孔，在动定模上采用凸台对碰结构，但要注意对碰面不能放在圆角处，且动模侧要比定模侧高，减少塑件粘定模风险需。

塑件长度706.7mm，材料PMMA,单浇口注射塑件难以打足。经过分析，采购2个侧向进浇口进胶保证注射成型工艺符合要求（见图4）。因塑件外观要求，第二射塑件无色透明罩侧面不能有进胶口，通过分析进胶点设计在表面针阀点浇口进胶。上下两个塑件一般不建议全部采用正面针阀点浇口，主要是防止正面浇口数量太多导致的外观效果不良现象。两个侧面进胶口进胶和塑件本身结构问题，会在塑件面上形成熔接痕，但是经过第二次注射白色透明罩时，在料流的作用下红色透明罩表面熔接痕会消失看不到。

图4 第一次注射浇口

第一次注射后，红色透明灯罩会留着动模侧，然后动模侧利用注塑机可旋转结构旋转180°，合模后进行第二次注射。灯罩塑件与灯壳塑件连接方式采用热板焊方式固定，所以灯罩焊接筋底面可以采用扁顶杆顶出方式，但须控制焊接筋底面的的痕迹，建议深度控制在0.2mm以内。如图5所示。

图5 塑件顶出

3.4 定模结构设计

本模具为一般的覆盖双色模具，但与其他不同的是，该塑件第一次注射的红色透明罩中间有5个方孔，在注射第二射无色透明塑件时，因为料温问题在料流动过程中，会导致在料流动同方向的方孔处，红色塑件会“窜色”现象，这也是该塑件最需关注地方（见图6）。

图6 容易窜色区域

第二次注射白色透明罩时，因塑件结构导致局部窜色现象是无法避免的也是最重要的一个问题。为解决这一关键问题，通过分析和试验，最终在第一次注射红色透明罩的定模部分增加壁厚，增加部分要求顺滑过渡，防止突变引起流痕缺陷，且可以保证塑件看不出增加的区域。对应的红色透明罩区域地方的减少部分壁厚，如图7所示。

图7 定模结构调整部分

第一次注射红色透明罩后，第二次注射无色透明罩时因料流方向和温度的问题，通常会在上下塑件的局部结合或塑件变化的区域处产生窜色现象，具体出现的区域与料流方向有相对的关系。经过分析和改进，在第一次注射红色透明罩局部减少壁厚，第二次注射无色透明罩时将窜色控制的改后的红色透明罩区域内。这样在塑件正面既看不到窜色部分，又完美的解决此类问题，如图8所示。

图8 局部更改结构

4 模具工作过程

模具合模第一次注射红色透明罩，熔融材料通过侧向上的2个浇口进料，充填塑件的半成品侧的区域。第一次注射半成品红色透明罩完成后，动模侧整体旋转180°后合模再次注射，第二次注射无色透明灯罩部分，是通过正面的2个针阀胶口同时进胶，完成后无色透明灯罩部分注射完成，即可开模后取出塑件。

成品塑件一般使用机械手取件，取出成品塑件后，顶出系统通过顶杆板上的弹簧复位，接着模具合模注射。至此模具的一个工作周期结束。

5 结束语

设计该类覆盖双色灯罩塑件前，需要对塑件结构做充分分析，对后续可能出现的问题做充分的考虑，尤其是此类塑件容易窜色部分的分析和验证。经过生产验证，该汽车覆盖后尾灯灯罩双色注射模结构设计合理，塑件符合设计要求，无任何影响外观注射工艺缺陷，达到客户期望值。