CN108068270B - 一种玻璃包边总成及其注塑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃包边技术领域，特别是一种玻璃包边总成及其注塑方法，其特征在于，包括如下步骤：提供配对使用的上模和下模；将塑料亮饰板放置并定位在镶件腔体内，使得塑料亮饰板的外表面贴合在镶件腔体的底面上；将玻璃放置在支撑机构上，并通过定位机构对玻璃进行定位；将上模和下模合模，使得在塑料亮饰板和玻璃之间形成一个注塑成型腔，玻璃的至少一个边缘位于注塑成型腔内，注塑成型腔的浇口与塑料亮饰板的内表面正对设置；将塑化的热塑性树脂通过浇口注塑到注塑成型腔内，经冷却成型后制得玻璃包边总成。优点在于：该注塑方法的定位准确、注塑质量高和外观良好。

Description

一种玻璃包边总成及其注塑方法
技术领域：
本发明涉及玻璃包边技术领域，特别是一种玻璃包边总成及其注塑方法，尤其适用于车辆侧窗玻璃包边总成。
背景技术：
PMMA，俗称有机玻璃，是一种无毒环保的材料，它的比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却高出几倍。经硬化改性处理的PMMA，表面硬度及抗冲击性能明显提高，表现出良好的绝缘性、化学稳定性、耐候性以及机械强度。在汽车行业，广泛应用于信号灯设备、仪表盘以及侧围窗外饰件等。
作为侧围窗外饰件，PMMA亮饰板通常是采用3M胶粘结或者卡接等后装配方式安装在侧围窗总成上，如中国专利CN103228473B和CN101643016B所述的角窗外饰板，其通过将角窗外饰板的卡定片插入窗框部的卡定孔孔，从而将角窗外饰板卡接在车窗框部上。然而这些后装配方式不可避免地存在以下缺陷，一方面由于存在装配公差，无法满足汽车整体外观平齐流畅的造型需要；另一方面增加了成型工序，不利于产品生产效率的提高以及生产成本的控制。
现有技术也有采用亮饰板、玻璃和包边注塑材料一起整体注塑成型的方式，将亮饰板粘结固定在玻璃的包边结构上。然而由于PMMA的玻璃化温度(105℃)及熔点(240～270℃)相对较低，如果采用注塑方式安装，其在高温高压条件下易发生变形降解，导致外观面出现压痕色泽差异等缺陷；同时，PMMA亮饰板与注塑包边材料(如PVC和TPE)直接一体注塑的粘结强度无法得到保证；另外，PMMA亮饰板在模具中无法实现准确定位，且容易出现注塑飞边等缺陷。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是针对现有塑料亮饰板和玻璃的一体注塑成型存在的上述技术问题，提供一种定位准确、注塑质量高和外观良好的玻璃包边总成的注塑方法，同时还提供一种采用该注塑方法制得的玻璃包边总成。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种玻璃包边总成的注塑方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：提供配对使用的上模和下模，所述下模上设有镶件、用于支撑玻璃的支撑机构和用于定位玻璃的定位机构，所述镶件设有用于容纳塑料亮饰板的镶件腔体，所述塑料亮饰板包括相对设置的内表面和外表面；步骤2：将塑料亮饰板放置并定位在所述镶件腔体内，使得所述塑料亮饰板的外表面贴合在所述镶件腔体的底面上；将玻璃放置在所述支撑机构上，并通过所述定位机构对玻璃进行定位；步骤3：将上模和下模合模，使得在塑料亮饰板和玻璃之间形成一个注塑成型腔，所述玻璃的至少一个边缘位于所述注塑成型腔内，所述注塑成型腔的浇口与所述塑料亮饰板的内表面正对设置；步骤4：将塑化的热塑性树脂通过所述浇口注塑到所述注塑成型腔内，经冷却成型后制得玻璃包边总成。
进一步地，在所述步骤2之前，还包括分别对玻璃和塑料亮饰板的待注塑表面进行清洁，并在所述塑料亮饰板的待注塑表面涂覆底涂剂。
进一步地，所述镶件腔体的用于放置塑料亮饰板的外表面的底面设有高温保护膜。
进一步地，所述塑料亮饰板的至少一个边缘为与所述镶件腔体之间无约束的自由边，其余边缘为用于抵靠在所述镶件腔体的侧面上进行定位的定位边，所述浇口位于靠近所述自由边的一侧。
进一步地，所述浇口的数量以及浇口与自由边的相对位置是通过模流分析软件对浇口的位置进行模拟分析确定的。
进一步地，所述模流分析软件对浇口的位置进行模拟分析的参数为塑料亮饰板的内表面上各个位置的注塑压力和体积收缩率。
进一步地，所述上模的与下模相对的表面设有定位柱，所述定位柱用于在上模和下模合模时压合在所述塑料亮饰板的内表面上。
进一步地，所述上模和/或下模内设有围绕所述镶件腔体的冷却管道。
进一步地，所述热塑性树脂为PVC或TPE，所述塑料亮饰板的材质为PMMA。
进一步地，所述步骤4的注塑压力为20～80MPa，注塑温度为130～220℃，注塑时间为25～100S。
本发明同时还提供一种以上所述的注塑方法所制得的玻璃包边总成，包括玻璃、塑料亮饰板以及注塑成型在所述玻璃和塑料亮饰板之间的热塑性树脂，所述玻璃的至少一个边缘包覆在所述热塑性树脂内，所述热塑性树脂的位于塑料亮饰板的内表面的区域内形成有浇口痕迹。
优选地，所述塑料亮饰板为黑色高光的PMMA材料。
进一步地，所述热塑性树脂的位于塑料亮饰板的内表面的区域内设有定位孔。
进一步地，所述塑料亮饰板的外表面设有凹凸不平的图案。
进一步地，包覆在玻璃的边缘处的热塑性树脂的外表面安装有亮饰条。
本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：
1)将浇口与塑料亮饰板的内表面正对设置，使得注塑料流对塑料亮饰板的内表面产生均匀的压力，避免亮饰板受压变形，而且能够起到固定作用，从而避免塑料亮饰板在注塑过程发生移位；
2)优化塑料亮饰板的定位方式，避免过度定位造成的塑料亮饰板变形，并通过在靠近自由边的位置设置浇口，借助料流冲击对塑料亮饰板进行辅助定位，实现塑料亮饰板在模具内的准确定位；
3)在用于放置塑料亮饰板的镶件腔体的底面上粘结高温保护膜，避免塑料亮饰板在高温条件下发生降解变形，同时在镶件腔体的周围区域设置冷却管道，以降低该区域的温度，从而保护塑料亮饰板的外观面；
4)通过模流分析最终确定浇口的数量和位置，避免由于高温高压的料流对塑料亮饰板的冲击而出现的内部缺陷或外观面压痕缺陷等，为选择最佳浇口数量和位置提供参考。
附图说明：
图1为本发明所述的上模和下模配合的局部剖视图；
图2为图1的省略上模的结构示意图；
图3为本发明所述的玻璃包边总成的结构示意图；
附图中标号说明：1为上模，11为浇口，12为定位柱，2为下模，21为镶件，3为玻璃，4为塑料亮饰板，41为塑料亮饰板的内表面，42为塑料亮饰板的外表面，43为浇口痕迹，44为定位孔，5为热塑性树脂。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1～3所示，本发明所述的一种玻璃包边总成的注塑方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：提供配对使用的上模1和下模2，所述下模2上设有镶件21、用于支撑玻璃3的支撑机构和用于定位玻璃3的定位机构，所述镶件21设有用于容纳塑料亮饰板4的镶件腔体，所述塑料亮饰板4包括相对设置的内表面41和外表面42；
步骤2：将塑料亮饰板4放置并定位在所述镶件腔体内，使得所述塑料亮饰板4的外表面42贴合在所述镶件腔体的底面上；将玻璃3放置在所述支撑机构上，并通过所述定位机构对玻璃3进行定位；此时，塑料亮饰板4的内表面41朝上，且位于玻璃3的边缘处，从俯视方向看，塑料亮饰板4和玻璃3之间无重叠区域，或者在玻璃3的边缘处存在部分重叠区域；
步骤3：将上模1和下模2合模，使得在塑料亮饰板4和玻璃3之间形成一个注塑成型腔，所述玻璃3的至少一个边缘位于所述注塑成型腔内，所述注塑成型腔的浇口与所述塑料亮饰板4的内表面41正对设置；
步骤4：将塑化的热塑性树脂5通过所述浇口注塑到所述注塑成型腔内，经冷却成型后制得玻璃包边总成。注塑过程需要选择合适的注塑参数，包括注塑量，注塑压力，注塑温度和注塑时间，这些可以根据最终产品的注塑外观效果进行调整，避免玻璃包边总成出现内部或外观质量问题。优选地，注塑压力为20～80MPa，注塑温度为130～220℃，注塑时间为25～100S(秒)。
在亮饰板和玻璃的一体注塑过程中，由于亮饰板的边缘处会受到注塑料流的冲击而产生移位，对于金属亮饰板，可以利用磁铁的吸附力来固定以避免其发生移位。但是对于塑料亮饰板，其无法依靠磁铁吸附力进行固定，而如果直接依靠镶件腔体的卡接进行固定，又容易导致塑料亮饰板发生变形。另外，为了实现个性化或达到立体装饰效果，部分塑料亮饰板的外表面42并不是一个平面，而是设置有凹凸不平图案的复杂形状，这类塑料亮饰板更难以直接通过卡接固定来实现定位。
区别于现有金属亮饰板的定位方式，本发明通过将浇口与塑料亮饰板4的内表面41正对设置，使得注塑料流直接冲击到塑料亮饰板4的内表面41上，对塑料亮饰板4的内表面41产生均匀的压力，从而避免塑料亮饰板受压产生变形，同时还能够起到固定作用，从而避免塑料亮饰板4在注塑过程发生移位。
优选地，所述上模1的与下模2相对的表面设有定位柱，所述定位柱用于在上模1和下模2合模时压合在所述塑料亮饰板4的内表面41上。所述定位柱对塑料亮饰板4的内表面41起到辅助定位的作用，从而消除或减少塑料亮饰板4的内表面41在注塑过程中产生的跳动。应当理解的是，定位柱只是起到在注塑前进行辅助定位的作用，需要和注塑浇口位置的料流相配合，以达到定位塑料亮饰板4的目的。此外，设置定位柱的位置会在塑料亮饰板4的内表面41形成一个无热塑性树脂包覆的定位孔44，定位孔44所占的面积比例不宜过大，以免影响注塑粘结的效果。
在本发明中，所述热塑性树脂5首先是注塑到塑料亮饰板4的内表面41，然后从塑料亮饰板4处开始流动直至充满整个注塑成型腔，即沿着玻璃3的边缘流动，最终包覆在玻璃3的边缘。热塑性树脂5既可以包覆在玻璃3的一个边缘区域，也可以包覆在玻璃3的全部边缘区域，根据产品实际需要而定。
进一步地，在所述步骤2之前，还包括分别对玻璃3和塑料亮饰板4的待注塑表面进行清洁，并在所述塑料亮饰板4的待注塑表面涂覆底涂剂。由于底涂剂与塑料亮饰板4的粘结力以及底涂剂与热塑性树脂5的粘结力均优于塑料亮饰板4和热塑性树脂5之间的粘结力，因此在注塑表面预先涂覆底涂剂，可以提高材料的粘结性，从而保证注塑粘结效果。
进一步地，所述镶件腔体的用于放置塑料亮饰板4的外表面42的底面设有高温保护膜，起到隔热和保护作用，能够避免塑料亮饰板4在高温条件下发生降解变形，从而保护塑料亮饰板4的外观面。此外，所述上模1和/或下模2内还设有围绕所述镶件腔体的冷却管道，以降低该区域的温度，进一步保护塑料亮饰板4的外观面。
进一步地，所述塑料亮饰板4的至少一个边缘为与所述镶件腔体之间无约束的自由边，其余边缘为用于抵靠在所述镶件腔体的侧面上进行定位的定位边，所述浇口位于靠近所述自由边的一侧。如果利用镶件腔体的内侧壁对塑料亮饰板4的全部边缘同时进行定位，就要求塑料亮饰板4具有较高的尺寸精度，否则在将塑料亮饰板4放入镶件腔体的过程中，塑料亮饰板容易发生挤压变形。
应当理解的是，所述自由边可以为无定位边，也可以通过其它弹性元件等进行柔性定位。本发明将浇口位置设置在靠近自由边的一侧，因此注塑料流会先到达靠近自由边的注塑成型腔的侧壁，然后注塑料流反向流动对自由边产生反作用力，再利用注塑料流对自由边的冲击作用力，对自由边进行辅助定位，从而实现塑料亮饰板4在镶件腔体内的准确定位。
进一步地，所述浇口的数量以及浇口与自由边的相对位置是通过模流分析软件对浇口位置进行模拟分析确定的。浇口是模具浇注系统中与注塑型腔相连通的部分，是熔融塑料进入型腔的最后流道部分。浇口位置的不同影响着塑料熔体的流动情况，影响着塑料亮饰板和玻璃包边的成型质量。为减少浇口位置的影响，应用模流分析软件，通过反复改变浇口数量和位置，比较塑料亮饰板的各个位置的注塑压力和体积收缩率，避免由于高温高压的料流对塑料亮饰板的冲击而出现的内部缺陷或外观面压痕缺陷等，为选择最佳浇口位置提供参考。
优选地，所述模流分析软件对浇口位置进行模拟分析的参数为塑料亮饰板4的内表面41上各个位置的注塑压力和体积收缩率，使得各个位置在注塑成型过程中受力均匀，从而减少塑料亮饰板4的变形量。此外，在选择浇口位置时，还需要综合考虑注塑成型后的分型面的位置，使得分型面在外观面上不可见。
进一步地，所述热塑性树脂5为聚氯乙烯(PVC)或热塑性弹性体(TPE)，所述塑料亮饰板4的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，二者具有互熔特性，注塑粘结性能良好，可以进行无底涂粘结。所述塑料亮饰板优选为黑色高光的PMMA材料，高光的表面效果完全能达到原有的金属亮饰板的装饰效果。
如图3所示，本发明同时还提供一种采用上述注塑方法所制得的玻璃包边总成，包括玻璃3、塑料亮饰板4以及注塑成型在所述玻璃3和塑料亮饰板4之间的热塑性树脂5，所述玻璃3的至少一个边缘包覆在所述热塑性树脂5内，所述热塑性树脂5的位于塑料亮饰板4的内表面41的区域内形成有浇口痕迹43。注塑成型时形成的浇口痕迹43与所述塑料亮饰板4的内表面41正对，使得从所述塑料亮饰板4的外表面42看，所述热塑性树脂5注塑成型时形成的浇口痕迹43位于塑料亮饰板4的视野遮挡区域内。在注塑成型过程中，当通过定位柱对塑料亮饰板4的内表面41进行定位时，塑料亮饰板4的内表面41的区域内还形成有定位孔44。
优选地，所述塑料亮饰板4设置在玻璃3的边缘处，且从塑料亮饰板4的外表面42看，所述塑料亮饰板4和玻璃3之间无重叠区域，或者在玻璃3的边缘处存在部分重叠区域，该玻璃3的边缘和塑料亮饰板4之间注塑成型有热塑性树脂5，所述热塑性树脂5围绕着该玻璃3的部分或全部边缘形成包边。
优选地，为了达到美观或立体装饰效果，所述塑料亮饰板4的外表面42设有凹凸不平的图案，如筋条等。此外，包覆在玻璃3的边缘处的热塑性树脂5的外表面还可以通过后装配安装有亮饰条，即在玻璃3的包边处通过卡接或3M胶粘结等方式后装铝合金等亮饰条，进一步增强装饰效果。
以上内容对本发明所述的一种玻璃包边总成及其注塑方法进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种玻璃包边总成的注塑方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：提供配对使用的上模(1)和下模(2)，所述下模(2)上设有镶件(21)、用于支撑玻璃的支撑机构和用于定位玻璃的定位机构，所述镶件(21)设有用于容纳塑料亮饰板(4)的镶件腔体，所述塑料亮饰板(4)包括相对设置的内表面(41)和外表面(42)；
步骤2：将塑料亮饰板(4)放置并定位在所述镶件腔体内，使得所述塑料亮饰板(4)的外表面(42)贴合在所述镶件腔体的底面上；将玻璃(3)放置在所述支撑机构上，并通过所述定位机构对玻璃(3)进行定位；
步骤3：将上模(1)和下模(2)合模，使得在塑料亮饰板(4)和玻璃(3)之间形成一个注塑成型腔，所述玻璃(3)的至少一个边缘位于所述注塑成型腔内，所述注塑成型腔的浇口(11)与所述塑料亮饰板(4)的内表面(41)正对设置；所述塑料亮饰板(4)的至少一个边缘为与所述镶件腔体之间无约束的自由边，其余边缘为用于抵靠在所述镶件腔体的侧面上进行定位的定位边，所述浇口(11)位于靠近所述自由边的一侧；所述上模(1)的与下模(2)相对的表面设有定位柱(12)，所述定位柱(12)用于在上模(1)和下模(2)合模时压合在所述塑料亮饰板(4)的内表面(41)上；
步骤4：将塑化的热塑性树脂(5)通过所述浇口(11)注塑到所述注塑成型腔内，经冷却成型后制得玻璃包边总成。
2.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：在所述步骤2之前，还包括分别对玻璃(3)和塑料亮饰板(4)的待注塑表面进行清洁，并在所述塑料亮饰板(4)的待注塑表面涂覆底涂剂。
3.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：所述镶件腔体的用于放置塑料亮饰板(4)的外表面(42)的底面设有高温保护膜。
4.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：所述浇口(11)的数量以及浇口(11)与自由边的相对位置是通过模流分析软件对浇口(11)的位置进行模拟分析确定的。
5.根据权利要求4所述的注塑方法，其特征在于：所述模流分析软件对浇口(11)的位置进行模拟分析的参数为塑料亮饰板(4)的内表面(41)上各个位置的注塑压力和体积收缩率。
6.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：所述上模(1)和/或下模(2)内设有围绕所述镶件腔体的冷却管道。
7.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：所述热塑性树脂(5)为PVC或TPE，所述塑料亮饰板(4)的材质为PMMA。
8.根据权利要求1所述的注塑方法，其特征在于：所述步骤4的注塑压力为20～80MPa，注塑温度为130～220℃，注塑时间为25～100S。
9.一种采用权利要求1～8任一所述的注塑方法所制得的玻璃包边总成，包括玻璃(3)、塑料亮饰板(4)以及注塑成型在所述玻璃(3)和塑料亮饰板(4)之间的热塑性树脂(5)，所述玻璃(3)的至少一个边缘包覆在所述热塑性树脂(5)内，所述热塑性树脂(5)的位于塑料亮饰板(4)的内表面(41)的区域内形成有浇口痕迹(43)。
10.根据权利要求9所述的玻璃包边总成，其特征在于：所述塑料亮饰板(4)为黑色高光的PMMA材料。
11.根据权利要求9所述的玻璃包边总成，其特征在于：所述热塑性树脂(5)的位于塑料亮饰板(4)的内表面(41)的区域内设有定位孔(44)。
12.根据权利要求9所述的玻璃包边总成，其特征在于：所述塑料亮饰板(4)的外表面(42)设有凹凸不平的图案。
13.根据权利要求9所述的玻璃包边总成，其特征在于：包覆在玻璃(3)的边缘处的热塑性树脂(5)的外表面安装有亮饰条。
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