汽车尾灯灯罩多为亚克力或PC料双色注塑成型,由透明色部分与红色部分组成,透光性良好。良好的外观质量对整车精致感知有明显提升,由于塑件透光性良好,针阀式热流道注塑缺陷表现极为明显,对于质量要求较高的整车,微小的质量缺陷会造成塑件批量报废。为得到合格塑件,需要反复调整热流道注射参数,多次热流道试模整改,造成热流道注塑模具生产成本提高。
图1 热流道大水口热咀侧浇口浇注
为了得到注塑件良好的外观品质,降低人工除去浇口凝料的工作量,尾灯灯罩一般不采用侧浇口形式(见图1),而是采用针阀式热流道,将浇口设计在塑件外观面,针阀式浇口阀针在保压结束后将浇口关闭,不会产生浇口痕迹,但留下一个难以察觉的圆环,注塑件外观质量良好且不需要人工去除浇口料头(见图2),降低了工人劳动强度。但该热流道的浇口容易出现注射缺陷,现针对使用针阀式浇口的汽车尾灯灯罩常见注射缺陷进行分析,阐述其产生原理,并提出相应解决方案。
图2 阀针浇口浇注
汽车尾灯灯罩注射缺陷主要集中在进胶口位置,常见热流道维修注射缺陷有浇口白点、飞边、混色以及熔接痕。
浇口白点
1
热流道浇口白点表现为浇口留下的圆环中心位置出现白色圆点(见图3),十分明显。
图3 浇口白点
形成热流道浇口白点的原因
01
保压不足,产生缩孔
熔料充满型腔,进入保压状态,在保压压力作用下,进行补缩。随后阀针封闭,保压阶段结束,开始冷却,由于进料处温度较高,冷却较慢,如果保压不足,该处会在冷却过程中产生缩水。阀针在整个型腔内温度最高,缩水主要集中在阀针端部正中心,由于没有熔料补缩,会形成真空气泡(表现为缩孔形式),开模时,气泡上表面薄壁粘在阀针端部,在塑件浇口中间留下白色圆点。
解决方案
①增加保压时间;
②增加浇口部位冷却回路。
02
热流道阀针处困气
开模时,当热流道阀针向上移动时,型腔内的空气会随阀针向上移动;熔体充填过程中,熔料沿阀针充填型腔,熔料将空气困在阀针底部(见图4),不能排出;阀针向下移动封口时,阀针底部的气泡留在塑件上,形成浇口白点。
图4 阀针底部困气
解决方案
①减小阀针直径或减小浇口尺寸(见图5),阀针底部气泡的尺寸也会减小,白点随之减轻或消除;
(a)减小阀针直径
(b)减小浇口尺寸
图5 减小尺寸
图6 阀针前端加工成球面
②热流道阀针前端做成球面形状(见图6)以减小气泡尺寸;
③降低注射速度,熔料会更多地包裹阀针,使气泡尺寸减小。
热流道浇口飞边
2
热流道浇口飞边缺陷表现为浇口周边出现多余塑料(见图7),严重时会造成塑件报废,轻微时需要人工去除,增加人工工作量。
图7 浇口飞边
形成浇口飞边的原因
①阀针倒角过大,阀口与浇口处出现空隙(见图8),导致浇口产生飞边;
图8 阀针倒角过大
②浇口处温度低,凝料会积聚在阀针封胶面,使阀针不能封胶到位,浇口产生飞边;
③浇口进料不足,熔体剪切速率降低,剪切热量不足,造成阀针处封胶温度降低。
图9 浇口处温度变化曲线
浇口处温度随时间变化曲线如图9所示,温度会因为剪切热量而上升,然后随着时间的推移,温度逐渐降低,此时不利于封胶;在充填开始12s左右时,温度最高,此时封胶效果更好。
解决方案
①阀针倒角过大需重新加工阀针锥面;
②封胶温度较低,结合浇口温度曲线发现在12s左右关闭阀针封胶温度较高。同时需要考虑浇口处的温度(PMMA推荐温度为85～105℃,≤115℃;PC推荐温度为100～110℃,≤125℃);
③浇口进料不足造成的剪切热量不足,需要调整浇口的冷却水路温度,利用冷却液温度提高封胶温度。
浇口混色
3
浇口混色缺陷表现为浇口四周出现雾状痕迹, 颜色明显与材料本体颜色有差异,如图10所示。
图10 热流道发黄及浇口混色
形成浇口混色的原因
①热流道系统内部存在烧焦料,注射时被熔体带出;②阀针部位抛光残留研磨膏,组装模具时未清理干净,注射时被熔料带出;③浇口处间隙过大引起凝料冲击到塑件导致浇口混色。
浇口与模具的避空间隙m为0.3mm最宜。当m<0.3mm时,热膨胀会导致间隙减小,浇口与模具接触造成热量散失;当m>0.3mm时,间隙处会积聚凝料,充填时凝料冲出,会在浇口周边(见图11Ⅰ处)出现浇口混色等缺陷。
图11 缺陷位置示意图
缺陷位置距离浇口越远,则产生缺陷的源头位置也距离浇口越远。图11中Ⅰ处混色缺陷会出现在浇口周边,Ⅱ处混色缺陷会出现在浇口的背面,Ⅲ外可能出现塌角,导致浇口周边出现发雾等问题。
解决方案
①清理热流道;
②清理模具浇口部位;
③在缺陷出现的位置调整浇口与模具之间的避空间隙。
熔接痕
4
浇口附近有熔接痕产生,经过注射成型发现,熔料在浇口附近流动出现异常,形成缺口,类似苹果形状(见图12)。
图12 熔接痕
形成熔接痕的原因
熔接痕形成原因是阀针偏心,由于热流道或模具零件加工问题,造成阀针与模具不同心,假设a>b,由于剪切热量的原因,vb>va,产生熔接痕,熔料的流动趋势如图13所示。
图13 料流趋势
解决方案
减小阀针直径以平衡两边进料通道,减小剪切热量差异。
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