盧蒙生

摘 要：汽車門板是汽車的重要組成部分，主要作用在于保障乘車人員安全，同時(shí)也能夠起到一定裝飾作用，因此工作人員在此方面一直予以重點(diǎn)關(guān)注。為滿足輕量化技術(shù)發(fā)展，微發(fā)泡技術(shù)在門板生產(chǎn)中逐漸擴(kuò)大其應(yīng)用規(guī)模，將氣體反壓與發(fā)泡技術(shù)相結(jié)合，能夠提升加工件的整體質(zhì)量與效果。

關(guān)鍵詞：汽車車門內(nèi)飾板 產(chǎn)品微發(fā)泡 氣體反壓工藝

中圖分類號(hào)：TS176.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）02（a）-0108-02

汽車技術(shù)發(fā)展，人們對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在相應(yīng)提升，同時(shí)汽車產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)功能也在日益完善與豐富，在節(jié)能環(huán)保安全等方面標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升。要求提升的同時(shí)，需要技術(shù)提供支撐從而滿足生產(chǎn)工作的開展。

1 微發(fā)泡工藝簡(jiǎn)介

1.1 工藝分類

發(fā)泡工藝指的是將一定比例的化學(xué)發(fā)泡劑加入到塑料中，利用注塑機(jī)將塑料融化，之后將其注入模具，受到模具的約束作用，發(fā)泡劑在模具內(nèi)產(chǎn)生作用，從而獲得塑料制件，內(nèi)部有氣孔結(jié)構(gòu)而表面則呈現(xiàn)出韌結(jié)皮狀。物理發(fā)泡工藝，此種工藝指的是將超臨界N2或者是二氧化碳注入，經(jīng)過混合從而形成擴(kuò)散溶液，將其注入到型腔中。在注射的過程中壓力會(huì)發(fā)生變化，熱力學(xué)不穩(wěn)定性也會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生大量氣泡核，在冷卻與填充過程中，氣泡會(huì)逐漸變大并且固定，從而得到微孔發(fā)泡制品。

1.2 發(fā)泡原理

微孔塑料設(shè)計(jì)思想主要體現(xiàn)在泡沫塑料內(nèi)部裂紋尺寸大于塑料泡孔時(shí)，泡孔不會(huì)使材料的機(jī)械性能降低，并且泡孔會(huì)使材料存在的裂紋尖端出現(xiàn)鈍化情況，使裂紋在應(yīng)力作用下進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)得到抑制，相應(yīng)的材料性能就會(huì)得到提升。聚合物微孔發(fā)泡成型通常需要經(jīng)歷的步驟包括聚合物或者是氣體均相體系形成、泡孔成核、長大、定型等階段。成型的過程十分復(fù)雜，成型機(jī)理存在差異并且對(duì)其產(chǎn)生影響的因素也不盡相同。聚合物/均相體系形成是發(fā)泡過程必要條件，會(huì)對(duì)泡孔核的形成、長大定型等環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。而氣泡核在形成過程中，會(huì)影響到氣泡核分布與孔密度；氣泡形狀與結(jié)構(gòu)主要受到氣泡形狀影響；氣泡定型環(huán)節(jié)主要影響到氣泡長大結(jié)果能夠長久保持。

1.3 微發(fā)泡優(yōu)勢(shì)

微發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量能夠降低質(zhì)量，并且其內(nèi)部存在泡孔，產(chǎn)品內(nèi)部發(fā)泡的程度不同，產(chǎn)品能夠節(jié)約的材料也是不同的。產(chǎn)品的機(jī)械性能會(huì)相應(yīng)提升，制件不存在殘余應(yīng)力，不存在下陷，或者是翹曲情況。氣泡壓力能夠均勻分布，從而使模腔內(nèi)部容積與模避二者之間有效貼合。由于尺寸穩(wěn)定因此能夠避免反復(fù)修改，從而使設(shè)計(jì)工作成本得到控制，制造成本能夠有效降低。產(chǎn)品成型周期能夠縮短，同時(shí)設(shè)備鎖模力能夠減小。塑料的成型周期能夠縮短到40%左右，在生產(chǎn)效率提升的同時(shí)使能耗能夠得到控制，從而使整體層面生產(chǎn)效率提升而成本得到了控制。注塑設(shè)備鎖模能力能夠達(dá)到40%左右，模具的能耗能夠降低從而使其壽命得延長。

1.4 技術(shù)規(guī)范

微發(fā)泡產(chǎn)品成型技術(shù)規(guī)范要求包括了以下方面內(nèi)容，首先體現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品壁厚的要求，壁厚過大或者是過小都會(huì)對(duì)產(chǎn)品正常功能發(fā)揮產(chǎn)生一定的影響，因此在制作時(shí)需要對(duì)其嚴(yán)格控制，參考設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并且應(yīng)用相應(yīng)的方法使其達(dá)成目標(biāo)。骨位主壁與螺旋壁比值應(yīng)該小于1，通常情況下對(duì)注塑此比值應(yīng)該控制在0.6左右。而微發(fā)泡工藝對(duì)材料不存在任何要求。

2 技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品生產(chǎn)工作的局限性

此項(xiàng)技術(shù)不適用于對(duì)外觀有高要求的產(chǎn)品，如果單純利用發(fā)泡技術(shù)無法使產(chǎn)品的外觀質(zhì)量得到保障，產(chǎn)品外觀通常會(huì)表現(xiàn)出銀紋等問題。產(chǎn)品表面除此前項(xiàng)問題還可能會(huì)存在流痕，如圖1所示。

此問題存在的原因在于產(chǎn)品在注塑的過程中，料流前鋒沒有遇到任何阻力，溶膠發(fā)泡，進(jìn)而破裂并且被拉長，從而形成流痕。

3 解決問題需要的方法

如果單一應(yīng)用發(fā)泡工藝對(duì)其范圍進(jìn)行控制存在較大的難度，控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致其外觀出現(xiàn)流痕，因此解決此問題需要將微發(fā)泡與反壓工藝二者有效結(jié)合到一起。發(fā)泡程度可以利用模腔內(nèi)部存在的反壓力進(jìn)行控制，從而使產(chǎn)品外觀質(zhì)量良好，并且內(nèi)部泡孔密致，強(qiáng)度能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用需要。反壓成型技術(shù)應(yīng)用通常是利用壓縮氣體使模具增壓，此項(xiàng)操作需要在熔體注射前，并且在模具填滿前需要保持一定的反壓壓力，從而將熔體壓向模具表面。此外，從時(shí)間方面來考慮，氣體壓力使制品外觀與腔型面接觸時(shí)間太長，要防止其由于收縮而與型腔面脫離。此項(xiàng)工藝應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)工作中需要的設(shè)備主要有注塑機(jī)和壓力控制設(shè)備。

4 微發(fā)泡+氣體反壓設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)工作首先需要考慮到密封性要求，由于反壓模具需要保持一定的壓力，因此需要將模具密封。模具分型面設(shè)計(jì)需要考慮到進(jìn)氣要求，確保在塑料注料前型腔內(nèi)部能夠保持一定的壓力，確保產(chǎn)品表面不存在發(fā)泡問題，從而使產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到保障。進(jìn)氣設(shè)計(jì)需要確保均勻，產(chǎn)品表面出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象則主要是進(jìn)氣不均勻?qū)е碌?。發(fā)泡劑選擇方面，如果微孔注射成型，需要重點(diǎn)考慮到發(fā)泡劑含量，作為一項(xiàng)重要工藝參數(shù)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。聚合物中需要保障氣體含量符合溶解度要求。發(fā)泡劑含量處于一定范圍內(nèi)時(shí)，當(dāng)其含量增加時(shí)，泡孔的密度也會(huì)隨著增大，同時(shí)其尺寸則會(huì)相應(yīng)的減小。如果發(fā)泡劑的含量過低或者是不足，所生產(chǎn)的產(chǎn)品在氣孔尺寸方面則無法達(dá)到要求。如果發(fā)泡劑的含量過大，就會(huì)存在部分氣體無法有效溶解于熔體，此部分氣體在成核環(huán)節(jié)會(huì)首先進(jìn)入到已存在氣相，從而使產(chǎn)品出現(xiàn)大量的氣泡，制作同樣在標(biāo)準(zhǔn)方面無法達(dá)成要求。因此企業(yè)需要通過多次試驗(yàn)，考慮到不同的情況從而確定合理的發(fā)泡劑用量。發(fā)泡劑應(yīng)用比例需要結(jié)合到產(chǎn)品壁厚進(jìn)行控制，同時(shí)需要考慮到型腔壓力對(duì)其產(chǎn)生的影響，確保產(chǎn)品內(nèi)部能夠發(fā)泡，避免產(chǎn)品外部發(fā)白。

對(duì)模具注射的溫度進(jìn)行控制，如果模具注射的溫度過高，不僅會(huì)使塑料降解，同時(shí)氣泡破裂的可能性也會(huì)增大，從而導(dǎo)致氣泡內(nèi)部氣體散逸，發(fā)泡數(shù)量就會(huì)人降低。如果注射的溫度過低，發(fā)泡擴(kuò)散速度就會(huì)降低。因此需要將其溫度控制在合理的范圍內(nèi)，實(shí)際生產(chǎn)工作過程中，如果物料外觀條件許可，并且在加工溫度范圍內(nèi)，可以考慮到利用高溫使液體速度增快，從而使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期能夠有效縮短。從模具加工方面來考慮，薄壁產(chǎn)品對(duì)加工的要求相對(duì)更高，即使誤差控制在毫米級(jí)別都會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成嚴(yán)重的影響，包括了產(chǎn)品生產(chǎn)工作，產(chǎn)品的性能。成型工藝相比于常規(guī)工具對(duì)誤差更加敏感，因此對(duì)研配及加工要求更高。

5 結(jié)語

汽車產(chǎn)品增加改善了人們的生活，同時(shí)由于市場(chǎng)規(guī)模及需求的擴(kuò)大，使產(chǎn)品技術(shù)與工藝獲得了新的發(fā)展。將發(fā)泡工藝與反壓技術(shù)結(jié)合到一起，能夠避免單一應(yīng)用發(fā)泡工藝容易產(chǎn)生的質(zhì)量問題，并且能夠使發(fā)泡工藝自身優(yōu)點(diǎn)得以保留。汽車質(zhì)量能夠降低，同時(shí)能夠降低能耗，使整體成本得到控制，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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