CN102975346B - 生产发动机装饰罩的方法及该方法的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种生产发到机装饰罩的方法和模具，确定了在保证产品表面质量的前提下，实现产品减重所需的0.2％的最佳氮气填充量；并对产品微发泡注塑模具中的浇口和排气结构进行设计，解决了产品翘曲和不易打满的问题。该方法和模具可广泛应用于塑料薄壁件的生产。
Description
技术领域
本发明涉及注塑技术领域，特别是一种生产发动机装饰罩的微发泡工艺方法和所使用的模具，以及该方法和模具在生产发动机装饰罩中的应用。
背景技术
微发泡工艺是以热塑性材料为基体，通过特殊的加工工艺，将超临界气体(SCF)氮气或二氧化碳，充入溶胶内，形成SCF溶胶，最后在注塑模具中注塑成型，使所得到的产品密布尺寸从十到几十微米的封闭微孔；该工艺可以在基本保证制品性能不降低的基础上，较为明显的减轻产品的重量，达到产品轻量化的目的。微发泡工艺相较于气体辅助注塑和化学发泡成型具有很强的优势及广泛的应用性，特别在薄壁产品的制造上有其独特的优势，但由于该项工艺刚刚传入中国，在工业生产中近几年才开始应用，因此在该项新工艺的应用过程中并没有什么经验可循，需要对该工艺的工艺过程和参数进行大量的试验。
某型号汽车的发动机装饰罩尺寸为590×430×70mm，其壁厚仅为2.5mm，为实现对该发动机装饰罩的减重，采用微发泡工艺进行注塑，在注塑生产过程中出现了很多的问题：如发动机装饰罩下方翘曲比较严重，影响装配和产品质量；发动机装饰罩在注塑成型时，产品很难打满；表面存在气泡破裂的凹坑，影响发动机装饰罩表面质量；产品表面易出现了玻纤外露的现象等。
发明内容
本发明解决了使用微发泡注塑工艺生产发动机装饰罩过程中存在的产品表面质量不高及产品成型质量得不到保证的问题，提供一种可改善产品表面质量和成型质量的生产发动机装饰罩的方法及所使用的注塑模具。
为解决上述技术问题，本发明采用了一种生产发动机装饰罩的方法，包括以下步骤：
(1)将注塑原料置于注塑机料筒中，设置料筒加热温度：第一段240～265℃，第二段230～255℃，第三段220～245℃；
(2)将注塑机接入超临界状态的氮气，其中氮气填充量为0.15～0.5％；
(3)将熔胶注射到模具中，注射分为四段，每段注射速度分别为30mm/s、45mm/s、10mm/s、10mm/s；其中每段注射量分别为产品熔胶量的19％、64％、8％、9％；
(4)设置工作压力为62～138bar；
(5)通过模温机设置模具温度，其中定模温度为80℃，动模温度为45℃；
(6)注射完成后，保压1～5s，冷却5～25s。
作为本方法的一种优选，步骤(2)中氮气填充量为0.2％。
作为本方法的进一步优选，所述注塑原料为PA6+GF30，注塑前先将PA6+GF30在110℃下烘4-6h。
本发明同时提供了一种用于上述方法的模具，包括动模，其中动模上设置有型芯，在型芯周围设置有一圈排气通道，所述动模上设置有排气槽，所述排气槽连接型芯与排气通道。
作为该模具的优选，所述排气通道宽度为5～20mm，深度为1～3mm；所述排气槽宽度为10～20mm，深度为0.5～1mm。
作为该模具的进一步优选，所述排气通道宽度为15mm，深度为1mm；所述排气槽宽度为20mm，深度为0.5mm。
作为该模具的优选，该模具设置有六个浇口。
作为该模具的进一步优选，所述六个浇口中有三个浇口位于发动机装饰罩的上端，有两个浇口分别位于发动机装饰罩的两侧，还有一个浇口位于发动机装饰罩的中部。
该发明所提供的方法在生产发动机装饰罩中的应用。
该发明所提供的模具在生产发动机装饰罩中的应用。
将微发泡工艺方法应用到发动机装饰罩的生产过程中，为了保证产品的质量需要确定注塑过程中的各项工艺参数；该发明通过大量的试验，对工艺参数进行确定，最终使发动机装饰罩实现减重5.3％；并解决了表面存在气泡破裂的凹坑，产品表面易出现了玻纤外露的问题，提高了产品的表面质量；同时通过对微发泡工艺模具的改进，解决了发动机装饰罩下方翘曲比较严重，及在注塑成型时，产品很难打满的问题，提高了产品的成型质量；该方法和模具可广泛应用于生产发动机装饰罩的生产，也可广泛应用于塑料薄壁产品结构件的生产。
附图说明
图1为微发泡工艺模具结构示意图。
图中：1、动模；2、型芯；3、排气槽；4、排气通道；6、发动机装饰罩；7、浇口。
具体实施方式
注塑产品为发动机装饰罩，产品尺寸为590×430×70mm，壁厚为2.5mm。采用传统注塑工艺时，得到最终产品重量为950g。以下具体说明本发明的实施例。
实施例1
采用微发泡工艺进行注塑，注塑设备为ENGEL550TMucell微发泡注塑机，产品注塑原料采用PA6+GF30，注塑前先将PA6+GF30，在110℃下烘4-6h；注塑过程如下：
(1)将注塑原料置于注塑机料筒中，设置料筒加热温度：第一段250℃，第二段240℃，第三段220℃；在第一段温度250℃下，注塑机螺杆将颗粒状的胶料压缩，然后在第二段温度240℃下颗粒状的胶料熔融，最终使熔融的胶料保持在220℃，从而完成注射前的准备，使注射的熔胶温度为220℃；
(2)将注塑机接入超临界状态的氮气，其中氮气填充量为0.15％；氮气的导通通过SCF控制器连接氮气瓶来实现，打开SCF控制器的开关即可通入氮气，关闭SCF控制器开关即可停止通入氮气；
(3)将熔胶注射到模具中，注射分为四段，每段注射速度分别为30mm/s、45mm/s、10mm/s、10mm/s，注射螺杆每段的位移量分别为30mm、100mm、12mm、14mm，及每段对应的注射量为产品熔胶量的19％、64％、8％、9％；
(4)设置工作压力为62bar；
(5)通过模温机设置模具温度，其中定模温度为80℃，动模温度为45℃；
(6)注射完成后，保压3s，在模具中通入室温的冷水进行冷却，冷却10s后开模。
最终得到的产品重量为910g，实现减重4.2％，产品表面质量良好，未出现气泡破裂的凹坑，通过模温机控制模具的温度避免了产品玻纤外露的问题。
实施例2
采用微发泡工艺进行注塑，注塑设备为ENGEL550TMucell微发泡注塑机，产品注塑原料采用PA6+GF30，注塑前先将PA6+GF30在110℃下烘4-6h；注塑过程如下：
(1)将注塑原料置于注塑机料筒中，设置料筒加热温度：第一段260℃，第二段250℃，第三段220℃；在第一段温度260℃下，注塑机螺杆将颗粒状的胶料压缩，然后在第二段温度250℃下颗粒状的胶料熔融，最终使熔融的胶料保持在220℃，从而完成注射前的准备，使注射的熔胶温度为220℃；
(2)将注塑机接入超临界状态的氮气，其中氮气填充量为0.2％；
(3)将熔胶注射到模具中，注射分为四段，每段注射速度分别为30mm/s、45mm/s、10mm/s、10mm/s，注射螺杆每段的位移量分别为30mm、100mm、12mm、14mm，及每段对应的注射量为产品熔胶量的19％、64％、8％、9％；
(4)设置工作压力为91bar；
(5)通过模温机设置模具温度，其中定模温度为80℃，动模温度为45℃；
(6)注射完成后，保压3s，在模具中通入室温的冷水进行冷却，冷却10s后开模。
最终得到的产品重量为900g，实现减重5.3％，产品表面质量良好，表面未出现气泡破裂的凹坑，通过模温机控制模具的温度避免了产品玻纤外露的问题。
实施例3
采用微发泡工艺进行注塑，注塑设备为ENGEL550TMucell微发泡注塑机，产品注塑原料采用PA6+GF30，注塑前先将PA6+GF30在110℃下烘4-6h；注塑过程如下：
(1)将注塑原料置于注塑机料筒中，设置料筒加热温度：第一段260℃，第二段250℃，第三段240℃；在第一段温度260℃下，注塑机螺杆将颗粒状的胶料压缩，然后在第二段温度250℃下颗粒状的胶料熔融，最终使熔融的胶料保持在240℃，从而完成注射前的准备，使注射的熔胶温度为240℃；
(2)将注塑机接入超临界状态的氮气，其中氮气填充量为0.5％；
(3)将熔胶注射到模具中，注射分为四段，每段注射速度分别为30mm/s、45mm/s、10mm/s、10mm/s，注射螺杆每段的位移量分别为30mm、100mm、12mm、14mm，及每段对应的注射量为产品熔胶量的19％、64％、8％、9％；
(4)设置工作压力为138bar；
(5)通过模温机设置模具温度，其中定模温度为80℃，动模温度为45℃；
(6)注射完成后，保压3s，在模具中通入室温的冷水进行冷却，冷却10s后开模。
最终得到的产品重量为895g，实现减重5.8％，产品表面质量较好，未出现明显的凹坑，通过模温机控制模具的温度避免了产品玻纤外露的问题。
通过调整微发泡工艺的各项参数，确定了发动机装饰罩微发泡注塑的工艺参数，并确定在氮气填充量为0.2％时，产品减重明显，且产品的表面质量满足使用要求，实现了发动机装饰罩的减重。
采用以上的工艺方法虽然实现了产品的减重，但是最终成型的产品成型的质量却得不到保证，主要存在产品翘曲比较严重，产品不易打满的问题，导致产品废品率较高。为解决以上这些问题，又对微发泡注塑模具进行了相应的改进。
首先，对模具中浇口的位置和数量进行了重新的设计，通过分析发现原有的两个浇口方案是造成发动机装饰罩下方翘曲比较严重的主要原因。通过在模具上设置六个浇口7,六个浇口7的位置分布见图1，其中三个浇口位于发动机装饰罩的上端，有两个浇口分别位于发动机装饰罩的两侧，还有一个浇口位于发动机装饰罩的中部，使用改进后的模具进行注塑，发动机装饰罩翘曲问题得到了解决。
针对产品不易打满的问题，我们对模具的结构进行了改进，提供了一种用于微发泡注塑的模具，包括动模1，动模1上设置有型芯2，在型芯2周围设置有一圈排气通道4，动模1上设置有排气槽3，排气槽3连接型芯2与排气通道4。
该模具在模具型芯2周围设置一圈排气通道4，并通过连接排气通道4和型芯2的排气槽3，将型腔2中多余的气体及时排出，从而使熔胶顺利充满型腔，解决了使用原有模具时产品不易打满的问题。
在生产过程中，使用ENGEL550TMucell微发泡专用注塑机和该微发泡注塑模具进行产品注塑，分别设置模具的排气通道4宽度为15mm，深度为1mm，排气槽3宽度为20mm，深度为0.5mm，注塑机接入超临界状态的氮气，设置好微发泡工艺的各项参数，将熔胶注射到模具型腔，然后开模，得到完整且质量良好的产品。
同样地，分别设置模具的排气通道4宽度为10mm，深度为1.5mm，排气槽3宽度为15mm，深度为0.8mm，注塑机接入超临界状态的氮气，设置好微发泡工艺的各项参数，将熔胶注射到模具型腔，然后开模，得到完整且质量良好的产品。
同样地，分别设置模具的排气通道4宽度为5mm，深度为3mm，排气槽3宽度为10mm，深度为1mm，注塑机接入超临界状态的氮气，设置好微发泡工艺的各项参数，将熔胶注射到模具型腔，然后开模，得到完整且质量良好的产品。
综上所述，采用该方法和模具相比于传统注塑工艺，不仅保证了产品的结构强度，减轻了产品的重量，而且提高了产品注塑合格率，解决了产品表面易出现凹坑、玻纤外露等缺陷的问题，具体性能对比见表1。
表1
Claims (4)
1.一种生产发动机装饰罩的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将注塑原料置于注塑机料筒中，设置料筒加热温度：第一段240～265℃，第二段230～255℃，第三段220～245℃；
(2)将注塑机接入超临界状态的氮气，其中氮气填充量为0.15～0.5％；
(3)将熔胶注射到模具中，注射分为四段，每段注射速度分别为30mm/s、45mm/s、10mm/s、10mm/s；其中每段注射量分别为产品熔胶量的19％、64％、8％、9％；
(4)设置工作压力为62～138bar；
(5)通过模温机设置模具温度，其中定模温度为80℃，动模温度为45℃；
(6)注射完成后，保压1～5s，冷却5～25s。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中氮气填充量为0.2％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述注塑原料为PA6+GF30，注塑前先将PA6+GF30在110℃下烘4-6h。
4.如权利要求1、2或3所述的方法在生产发动机装饰罩中的应用。
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