3分钟让你看懂塑料零件薄壁化技术


在节能减排和性能提升的双重推动下,汽车轻量化已经成为不可逆转的发展趋势。

 

汽车轻量化一般从零件材料零件结构方面解决,因此汽车塑料零件的薄壁化技术应运而生。

 

零件薄壁化在减少塑料用量的同时,能够节省汽油的用量,从而大幅节省石油资源,达到轻量化的目的。

 

目前市场上对于薄壁化没有真正的定义,塑料行业内认为壁厚小于1.0mm,或者投影面积大于50cm便称为薄壁注塑,但是对于汽车行业而言,只需要在保证零件性能不损失且满足使用的情况下,将壁厚降低即可称为薄壁化。

本文将带大家一起了解一下汽车塑料零件薄壁化技术,欢迎收藏与转发~
 

一.零件薄壁化能带来什么好处呢?

1、有效节约成本和提升汽车续航能力。
 

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

图1-车重与定速燃料效率的关系图

图2-整车质量与续航能力关系图

 

2、可以缩短零件的成型周期。
 

薄壁化后注射胶量可以减少10-40%,缩短了储料和注塑时间;薄壁零件更容易冷却,冷却时间大幅缩减。

3、改善一些零件问题如直角结构处和筋条处过厚导致的缩痕等。

二.零件薄壁化会面临哪些挑战?

由于材料接触模具内壁的部分会优先冷却,当零件进行薄壁化处理后,材料冷却加快,熔融材料流道变窄,熔体受到的阻力越来越大。
 

这会使得材料产生波流纹、熔接线和虎皮纹,严重可能导致短射缺胶现象。

因此注塑时需要更大的压力,而增大压力后,材料又较难脱模。
 
除此之外,材料冷却过快、压力多大会导致材料更容易高度取向,从而发生翘曲。
 

三.如何做到汽车零件薄壁化?

1、塑料材料方面:
 
塑料产品的尺寸对其物性影响非常大,厚度越薄,对应的模量和冲击强度越低,零件壁厚的削减更容易造成零件变形和破碎等问题;
 
另外,由于零件壁厚变薄,在注塑生产时受到的剪切力会逐渐加大,同时材料冷却过快,因此容易造成波型面和缺胶等零件问题。
所以对于材料一般要求高模量、高冲击、高融指材料。
 
2、模具方面:
 
(1)模具材质:
由于薄壁化零件注塑压力较大,会压迫金属使其变形,所需模具精度更高,因此应该使用硬度性能高于常规模具材质的钢材,以提高寿命和精度。
 
(2)模具结构:
由于薄壁化零件注塑压力较大,模具的动、定模板及其支承板厚度要设定得比常规的更厚,支撑柱要更多。
因此模具内要多设置内锁紧定位结构,以保证精确的定位和良好的侧支撑。
 
(3)浇注系统:
高分子在模具内流动呈皮芯结构,薄壁化之后流动芯层宽度减少,导致收到的剪切力逐渐增大,一般会优先考虑低的流长比。

所以浇口设计应尽量使用片状(扇形)浇口,并且使用浇口数量要多于一般零件。

(4)冷却系统:
材料薄壁化更容易导致零件翘曲,因此模温设计应考虑均衡,避免冷却不均产生内应力而导致翘曲。
 
(5)排气系统:
由于充模压力速度较大,需要保证模具的排气性,避免材料发生困气。
 
(6)顶出系统:

顶杆应排布在塑料件对型芯包、紧力、对模腔黏附力最大并能够承受脱模力的地方,同时加大顶出区域,尽可能考虑采用顶块顶出形式。

顶块斜顶图

一般顶针

3、工艺方面:

工艺技术要高压高速,同时储料量不能过多防止塑料老化,需要合理设置热流道温度和模温。

 

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