CN111070549A - 一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于注塑技术领域，具体涉及一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法,包括前期准备；计算翘曲变形值；模具优化；模具结构设计定型；原料干燥；注射筒加热；注塑；保压；冷却；脱模；检测；通过设计一种新的生产工艺，通过加快冷却和改变汽车外饰件结构轮廓，解决汽车外饰件注塑成型后，翘曲值过大，影响汽车外饰件质量的问题。
Description
技术领域
本发明属于注塑技术领域，具体涉及一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，塑料制品已成为现代生活中不可缺少的一种合成材料。塑料具有重量轻、化学性能稳定、电绝缘性能优异、消声减震作用良好、比强度高、机械强度分布广等优点。注塑成型技术是将颗粒状或粉末状的聚合物原料加入聚合物料筒，在加热或机械剪切作用下塑化，最后在柱塞或螺杆的推动下进入模具内，冷却固化形成与模具型腔一致的聚合物制品。
翘曲变形是薄壳塑料件注塑成型中的常见缺陷之一，因为涉及到对翘曲变形量的准确预测，而不同材料、不同形状的注塑件的翘曲变形规律差别很大。当翘曲变形量超过允许误差后，就成为成形缺陷，严重影响产品质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，通过设计一种新的生产工艺，通过加快冷却和改变汽车外饰件结构轮廓，解决汽车外饰件注塑成型后，翘曲值过大，影响汽车外饰件质量的问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，包括以下步骤：
(1)前期准备：确定汽车外饰件所要使用的原料、汽车外饰件的结构形状和根据汽车外饰件的结构形状设计基础的模具；
(2)计算翘曲变形值：将原料的特性、汽车外饰件结构形状和基础的模具的数据均输入模流分析软件中，利用模流分析软件进行注塑成型系统的模拟分析，得出汽车外饰件的翘曲变形值；
(3)模具优化：根据模流分析软件分析出的翘曲变形值，进行模具上的浇注点位调整：根据软件计算的结论，调节模具上的结构与浇注点位的位置，从而改变成型腔内各个部位的压力，进而改变汽车外饰件面结构轮廓；
(4)模具结构设计定型；模具包括定模和动模，定模和动模之间形成成型腔，根据模具优化步骤得出的优化方案，确定模具内成型腔的形状及模具上的浇注点位的位置；
(5)原料干燥：将原料放置到烘箱中干燥8小时-16小时，干燥温度为80℃-110℃；
(6)注射筒加热：将原料装入注塑机的料筒中，同时把注塑机的注射筒第一段加热到210℃-230℃，注射筒第二段加热到240℃-255℃，注射筒第三段加热到255℃-265℃，注射筒第四段加热到265℃-280℃，注射筒第五段加热到270℃-280℃，喷嘴处温度为280℃；
(7)注塑：定模和动模对准后合模，模具温度加热到80℃-100℃，注塑机把注射筒内加热软化后的原料注入到模具的成型腔内；同时将注塑压力维持在700bar-1250bar；
(8)保压：注塑工序结束后，给予模具的成型腔一个固定压力，固定压力值为50MPa-80MPa，保压时间为8秒-10秒；
(9)冷却：将流动在模具内的冷却液温度维持在小于5℃，冷却时为15秒-30秒；
(10)脱模：移开前模，取出加工好的汽车外饰件；
(11)检测：将不合格品统一回收、熔化并进行重新注塑。
优选地，步骤9冷却将原料的弹性模量保持在950MPa-1600 MPa。
优选地，冷却系统采用即冷式冰冻冷却水进行冷却，冷式冰冻冷却水的温度小于5℃。
优选地，步骤5中的干燥时长为8小时，干燥温度为100℃。
优选地，步骤6中注塑机的注射筒第一段温度为220℃，注射筒第二段温度为250℃，注射筒第三段温度为260℃，注射筒第四段温度为270℃，注射筒第五段温度为280℃。
优选地，步骤7中的注塑压力为800bar。
优选地，步骤8中的压力为60Mpa，保压时间为9.5秒。
优选地，步骤9中的冷却时间为20秒。
优选地，汽车外饰件采用聚酰胺作为原料。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本发明通过对工艺流程和工艺生产数据的改变，优化了冷却系统，降低原料的弹性模量，从而减少翘曲变形值，结合模具的优化，利用模具上的结构预变形,减少翘曲变形值，把翘曲变形对汽车外饰件的影响降到最低，保证汽车外饰件的质量。
附图说明
图1是本发明实施例中流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，包括以下步骤：
(1)准备原料：确定汽车外饰件所要使用的原料、汽车外饰件的结构形状和根据汽车外饰件的结构形状设计基础的模具内。汽车外饰件主要是汽车外饰件，采用聚酰胺作为原料，聚酰胺又叫尼龙，尼龙的熔点为230-240℃，弹性模量为2620MPa；是半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好，同时还具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性。
在聚酰胺里加入了30％的玻璃纤维添加剂，增加玻璃纤维添加剂的作用是可以使汽车外饰件的收缩率降低到0.3％，减少汽车外饰件收缩对汽车外饰件质量的影响。
根据上述的原料的特性，确定所要生产的汽车外饰件的结构形状和所要生产该汽车外饰件所要用到的模具。
(2)计算翘曲变形值：将汽车外饰件的原料特性、汽车外饰件结构形状和步骤1中设计的基础的模具的数据输入模流分析软件，采用的模流分析软件是商业化模流分析软件MoldFlow，通过模流分析软件进行注塑成型系统的模拟分析，得出汽车外饰件的翘曲变形值；
Moldflow全名为Autodesk Moldflow仿真软件，能够帮助验证和优化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程。该软件能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。从薄壁零件到厚壁、坚固的零件，Autodesk Moldflow的几何图形支持可以帮助用户在最终设计决策前试验假定方案。
Moldflow软件能很好的模拟分析出汽车外饰件面的翘曲变形值。
(3)根据软件算出的翘曲变形值，进行模具结构优化：按照分布在汽车外饰件的结构形状上的各个翘曲变形值，调整模具的浇注点位和模具型腔的形状；
当汽车外饰件某部位的翘曲变形值较大时，在增大模具三维模型的型腔对应位置的壁厚；
当汽车外饰件某部位的翘曲变形值较小时，减小模具三维模型的型腔对应位置的壁厚；
浇注点位的调整是根据注塑过程中的汽车外饰件各部位的冷却速度不同进行调整，如果汽车外饰件三维模型的左侧翘曲变形值整体大于右侧翘曲变形值，则将浇注点位往左侧移动适当距离，保证两侧的冷却速度基本一致。
将调整后的模具三维模型再次输入模流分析软件，重新算出的翘曲变形值。
重复步骤(3)若干次，直到汽车外饰件三维模型上的翘曲变形值整体较为平均时，进入下一步骤。
(4)模具结构设计定型：模具主要包括动模和定模，定模和动模之间形成成型腔，成型腔的形状主要是根据步骤3中得到的优化方案进行设计，从而得到一个能生产出合格汽车外饰件的模具。
(5)原料干燥：将原料放置到烘箱中干燥8小时-16小时，干燥温度调整为80℃-110℃。干燥的时间和干燥的温度主要是取决于原料的存放方式，如果原料是湿度大于0.2％，在80℃以上，干燥16个小时；如果原料暴露在空气中超过8小时，需要在105℃环境中，干燥8小时以上，使原料足够的干燥，避免影响汽车外饰件的生产。
(6)注射筒加热：将原料装入注塑机的料筒中，同时将注塑机的注射筒加热，将注射筒第一段加热到210℃-230℃，优选为220℃，注射筒第二段加热到240℃-255℃，优选为250℃，注射筒第三段加热到255℃-265℃，优选为260℃，注射筒第四段加热到265℃-280℃，优选为270℃，注射筒第五段加热到270℃-280℃，优选为280℃，喷嘴处温度为280℃，通过温度逐渐升高的注射筒，把颗粒状的原料加热软化形成熔料，方便注塑。
(7)注塑：将步骤4中设计好的定模和动模对准后合模，模具温度加热到80℃-100℃，注塑机把注射筒内加热软化后的原料注入到模具的成型腔内；同时将注塑压力维持在700bar-1250bar，注塑压力能克服注射筒和模具的成型腔对熔料的流动阻力，并使熔料获得足够的充模速度及流动长度，使熔料在冷却前能充满模具的成型腔。
(8)保压：注塑工序结束后，给予模具的成型腔一个固定压力，固定压力值为50MPa-80MPa，保压时间为8秒-10秒，固定压力值优选为为60MPa，保压时间持续时间为9.5秒；保压工序能防止成型腔中的熔料因逆压而发生倒流的现象，并且补偿熔料由于冷却而造成的收缩，保证汽车外饰件的合格率。
(9)冷却：保压结束后，对模具进行降温处理，主要是将冷却液从模具内流动，利用冷却液的温度，对模具及模具的成型腔内的汽车外饰件进行冷却。在冷却系统中增加冷冻式空气压缩机，冷冻式空气压缩机将冷却液的温度维持在5℃以下，之后流动进模具进行冷却，利用持续的低温冷却，加快冷却，缩短冷却时长，从而减少翘曲变形的值，减轻翘曲变形对汽车外饰件的影响，提高生产的汽车外饰件的合格率。
(10)脱模：移开前模，取出加工好的汽车外饰件；
(8)检测：将不合格的汽车外饰件统一回收、熔化并进行重新注塑；
经过步骤9的冷却，将原料的弹性模量2620MPa，优化到950MPa-1600 Mpa优选为1050Mpa，能方便汽车外饰件的翘曲调整。
经过最后的检测工序后，合格品下线，不合格品分析原因，如生产的是残次品，就重新加热融化注塑，如是翘曲变形过大，重新对模具优化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，包括以下步骤：
(1)前期准备：确定汽车外饰件所要使用的原料、汽车外饰件的结构形状和根据汽车外饰件的结构形状设计基础的模具；
(2)计算翘曲变形值：将原料的特性、汽车外饰件结构形状和基础的模具的数据均输入模流分析软件中，利用模流分析软件进行注塑成型系统的模拟分析，得出汽车外饰件的翘曲变形值；
(3)模具优化：根据模流分析软件分析出的翘曲变形值，进行模具上的浇注点位调整：根据软件计算的结论，调节模具上的结构与浇注点位的位置，从而改变成型腔内各个部位的压力，进而改变汽车外饰件面结构轮廓；
(4)模具结构设计定型；模具包括定模和动模，定模和动模之间形成成型腔，根据模具优化步骤得出的优化方案，确定模具内成型腔的形状及模具上的浇注点位的位置；
(5)原料干燥：将原料放置到烘箱中干燥8小时-16小时，干燥温度为80℃-110℃；
(6)注射筒加热：将原料装入注塑机的料筒中，同时把注塑机的注射筒第一段加热到210℃-230℃，注射筒第二段加热到240℃-255℃，注射筒第三段加热到255℃-265℃，注射筒第四段加热到265℃-280℃，注射筒第五段加热到270℃-280℃，喷嘴处温度为280℃；
(7)注塑：将步骤4中设计的定模和动模对准后合模，模具温度加热到80℃-100℃，注塑机把注射筒内加热软化后的原料注入到模具的成型腔内；同时将注塑压力维持在700bar-1250bar；
(8)保压：注塑工序结束后，给予模具的成型腔一个固定压力，固定压力值为50MPa-80MPa，保压时间为8秒-10秒；
(9)冷却：将流动在模具内的冷却液温度维持在小于5℃，冷却时为15秒-30秒；
(10)脱模：移开前模，取出加工好的汽车外饰件；
(11)检测：将不合格品统一回收、熔化并进行重新注塑。
2.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤9冷却将原料的弹性模量保持在950MPa-1600MPa。
3.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：冷却系统采用即冷式冰冻冷却水进行冷却，冷式冰冻冷却水的温度小于5℃。
4.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤5中的干燥时长为8小时，干燥温度为100℃。
5.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤6中注塑机的注射筒第一段温度为220℃，注射筒第二段温度为250℃，注射筒第三段温度为260℃，注射筒第四段温度为270℃，注射筒第五段温度为280℃。
6.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤7中的注塑压力为800bar。
7.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤8中的压力为60Mpa，保压时间为9.5秒。
8.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：步骤9中的冷却时间为20秒。
9.根据权利要求1所述的一种汽车外饰件模具翘曲变形控制方法，其特征在于：汽车外饰件采用聚酰胺作为原料。
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