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在節(jié)能減排和性能提升的雙重推動(dòng)下，汽車輕量化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。

 

汽車輕量化一般從零件材料和零件結(jié)構(gòu)方面解決，因此汽車塑料零件的薄壁化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

 

零件薄壁化在減少塑料用量的同時(shí)，能夠節(jié)省汽油的用量，從而大幅節(jié)省石油資源，達(dá)到輕量化的目的。

 

目前市場上對于薄壁化沒有真正的定義，塑料行業(yè)內(nèi)認(rèn)為壁厚小于1.0mm，或者投影面積大于50cm2 便稱為薄壁注塑，但是對于汽車行業(yè)而言，只需要在保證零件性能不損失且滿足使用的情況下，將壁厚降低即可稱為薄壁化。

 

本文將帶大家一起了解一下汽車塑料零件薄壁化技術(shù)，歡迎收藏與轉(zhuǎn)發(fā)~

 

一．零件薄壁化能帶來什么好處呢？

 

1、有效節(jié)約成本和提升汽車?yán)m(xù)航能力。

 

汽車重量每下降 10%，燃油效率可提升約 7%。一般汽車塑料件壁厚2.5-3.0mm，薄壁化后零件重量可降低10-40%左右。

 

 

圖1-車重與定速燃料效率的關(guān)系圖

 

 

圖2-整車質(zhì)量與續(xù)航能力關(guān)系圖

 

2、可以縮短零件的成型周期。

 

薄壁化后注射膠量可以減少10-40%，縮短了儲(chǔ)料和注塑時(shí)間；薄壁零件更容易冷卻，冷卻時(shí)間大幅縮減。

 

 

3、改善一些零件問題如直角結(jié)構(gòu)處和筋條處過厚導(dǎo)致的縮痕等。

 

 

二．零件薄壁化會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)？

 

由于材料接觸模具內(nèi)壁的部分會(huì)優(yōu)先冷卻，當(dāng)零件進(jìn)行薄壁化處理后，材料冷卻加快，熔融材料流道變窄，熔體受到的阻力越來越大。

 

這會(huì)使得材料產(chǎn)生波流紋、熔接線和虎皮紋，嚴(yán)重可能導(dǎo)致短射缺膠現(xiàn)象。

 

 

因此注塑時(shí)需要更大的壓力，而增大壓力后，材料又較難脫模。

 

除此之外，材料冷卻過快、壓力多大會(huì)導(dǎo)致材料更容易高度取向，從而發(fā)生翹曲。

 

三．如何做到汽車零件薄壁化？

 

1、塑料材料方面：

 

塑料產(chǎn)品的尺寸對其物性影響非常大，厚度越薄，對應(yīng)的模量和沖擊強(qiáng)度越低，零件壁厚的削減更容易造成零件變形和破碎等問題；

 

另外，由于零件壁厚變薄，在注塑生產(chǎn)時(shí)受到的剪切力會(huì)逐漸加大，同時(shí)材料冷卻過快，因此容易造成波型面和缺膠等零件問題。

 

所以對于材料一般要求高模量、高沖擊、高融指材料。

 

2、模具方面：

 

（1）模具材質(zhì)：

由于薄壁化零件注塑壓力較大，會(huì)壓迫金屬使其變形，所需模具精度更高，因此應(yīng)該使用硬度性能高于常規(guī)模具材質(zhì)的鋼材，以提高壽命和精度。

 

（2）模具結(jié)構(gòu)：

由于薄壁化零件注塑壓力較大，模具的動(dòng)、定模板及其支承板厚度要設(shè)定得比常規(guī)的更厚，支撐柱要更多。

因此模具內(nèi)要多設(shè)置內(nèi)鎖緊定位結(jié)構(gòu)，以保證精確的定位和良好的側(cè)支撐。

 

（3）澆注系統(tǒng)：

高分子在模具內(nèi)流動(dòng)呈皮芯結(jié)構(gòu)，薄壁化之后流動(dòng)芯層寬度減少，導(dǎo)致收到的剪切力逐漸增大，一般會(huì)優(yōu)先考慮低的流長比。

所以澆口設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使用片狀（扇形）澆口，并且使用澆口數(shù)量要多于一般零件。

 

 

（4）冷卻系統(tǒng)：

材料薄壁化更容易導(dǎo)致零件翹曲，因此模溫設(shè)計(jì)應(yīng)考慮均衡，避免冷卻不均產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致翹曲。

 

（5）排氣系統(tǒng)：

由于充模壓力速度較大，需要保證模具的排氣性，避免材料發(fā)生困氣。

 

（6）頂出系統(tǒng)：

頂桿應(yīng)排布在塑料件對型芯包、緊力、對模腔黏附力最大并能夠承受脫模力的地方，同時(shí)加大頂出區(qū)域，盡可能考慮采用頂塊頂出形式。

 

 

頂塊斜頂圖

 

 

一般頂針

 

3、工藝方面:

 

工藝技術(shù)要高壓高速，同時(shí)儲(chǔ)料量不能過多防止塑料老化，需要合理設(shè)置熱流道溫度和模溫。