陈兴江　史宾　

（1.贵州省工程复合材料中心，贵州 贵阳 550025； 2.贵州普利英吉科技有限公司，贵州 贵阳 550025）

利用软硬共挤技术加工某新型汽车雨刮器扰流翼

陈兴江1，2史宾1，2

（1.贵州省工程复合材料中心，贵州 贵阳 550025； 2.贵州普利英吉科技有限公司，贵州 贵阳 550025）

通过采用软硬共挤一次成型方式，以及设计专用挤出模具和专用组合结构式定型模具，从而能够利用软硬共挤技术开发某新型汽车雨刮器扰流翼，实现装备该扰流翼的雨刮器具有结合好、强度高、结构简单紧密、体积小、安装方便、使用寿命长等特点。

软硬共挤；雨刮器；扰流翼

近期，贵州普利英吉科技有限公司承接了贵阳某航空机电有限公司中高端轿车某新型无骨雨刮器扰流翼的开发和生产任务。该扰流翼由装配骨架和扰流翼主体组成（见图1），其中装配骨架为硬度较高的热塑性塑料，其作用是提供可靠的抱紧力和稳定的装备尺寸，并对上端的橡胶扰流翼主体起到支撑和牵引的作用；扰流翼主体为较软的热塑性弹性体材料，是依据空气动力学原理设计的圆弧由风面和支撑面组成，可利用汽车运动时的风阻，为汽车刮水片提供均匀的压紧力，使刮片不会被气流抬升而使刮水能力下降。装备这种扰流翼的雨刮器与传统扰流翼雨刮器相比具有结合好、强度高、结构简单紧密、体积小、安装方便、使用寿命长等特点。

图1　某新型汽车雨刮器扰流翼结构图

为保证该产品性能，必须采用两种不同硬度的高分子材料通过共挤模具挤出实现，即软硬共挤技术。软硬共挤技术是指采用两台挤出机，分别挤出硬质和软质材料，通过适当的工艺在共挤出模内复合，形成具有软硬两种材质和功能的制品［1］。因此，优化软硬共挤工艺技术，确保该产品能够一体成型是本项目的难点和重点。

1　研究过程

1.1制定软硬共挤工艺流程

软硬共挤过程根据成型方式的不同，分为一次成型或两次成型。考虑到本产品结构及应用特点，决定采用一次成型方式，即共挤模具直接共挤出软硬料，然后经定型模进行定型。具体工艺流程为软质热塑性弹性体材料和硬质材料分别通过直径R1的挤出机主机和直径R2的挤出机辅机机头挤出，经过共挤出模具后挤出口模成型；然后在牵引机作用下，经定型模具及冷却水槽的冷却定型，之后由牵引机牵引送至切割机切割，最后检验包装完成生产（见图2）。

图2　某新型汽车雨刮器扰流翼工艺流程图

1.2设计挤出模具

当流变性质不同的两种熔体共同挤出通过共同流道时，由于出料压力及流动阻力不一致，极容易形成多层流动或混流，可能出现的情况包括硬料占据软料的流道而使硬料上升，得不到预先设计的硬料和软料的相对位置尺寸和形状比例，或者由于两种物料不宜熔接而导致分离或熔接强度不足，由于主机机头和共挤机头的压力不同，而可能导致溢料等问题。可见，如何保证物料在共同流道中的压力损失一致，形成两种物料的稳定平流，是挤出模具设计的核心问题。

本工序开发了扰流翼专用挤出模具，它由导流板、分流板、口模板、主流道、副流道、物流熔接段、分流芯组成（见图3），其中物流熔接段的长度为5～6mm，口模板总厚度、副流道的转向处的导流孔直径、导流孔深度之比为30:（2.5～3.5）:（7～9），这样的尺寸关系可以克服扰流翼软料尖角处流动阻力过大，难于成型的问题。实际生产中，将用于成型扰流翼主体的材料通过主挤出机的加热挤出后，依次通过机头的连接法兰，从导流板进入主流道；而用于成型扰流翼装配骨架的材料则通过共挤出机的加热挤出后，从口模板进入副流道中，两种物料沿各自独立的流道流动，在接近口模的出口处的物流熔接段汇合，共同挤出口模，即可得到包括硬度较高的装配骨架和硬度较低的扰流翼主体的型坯。

图3　扰流翼挤出模具结构示意图

这种具有两个独立的流道的模具结构，两个流道仅在口模板中衔接交汇，能使两种物料沿各自独立的流道流动，而仅在接近口模出口处汇合，共同挤出口模，得到包含硬度较高的装配骨架和硬度较低的扰流翼的产品，这样既能有效保证产品尺寸，又使两种物料的结合处更稳定，提高产品合格率，也就是保证了产品的加工精度，又满足了两种物料结合的分离或熔接强度，并避免溢料问题。

1.2设计定型模具

在定型工序，可根据其原材料、表面要求或形状不同，有多种定型方式，如密闭真空定型、加压定型、开放式滑动定型及中空内定型等，同时其定型装置也是大不相同，各种不同的方式都有其优点，但密闭真空定型最常用，如何优化定型模的结构，使其能发挥更好的效果，是本工序重点研究的问题。

本工序开发了扰流翼专用组合结构式定型模具，它由安装底板、夹紧板、压紧板、冷却水道、润滑水帘、模具型腔组成，其中润滑水帘的宽度0.1～0.2mm（见图4）。这种组合式结构的定型模，在每个组成部件上都设有相应的冷却水道，且各位置冷却流道截面尽量相等，保证定型模中的冷却效果均匀，同时在定型模上设置了润滑水槽，它能在生产过程中，使定型模的型腔表面产生一层水膜，胚料在通过定型装置时得到充分润滑，并在逐步将生产工艺调整到满足产品尺寸的同时，避免由于摩擦阻力过大而导致的粘接、变形、卡模等现象，提高了产品的表面质量，并保证定型过程的稳定性。

图4　扰流翼定型模具结构示意图

2　结语

通过完善软硬共挤工艺技术，贵州普利英吉科技有限公司完成了新型无骨雨刮器扰流翼开发和产业化工作（见图5），实现装备该扰流翼的雨刮器具有结合好、强度高、结构简单紧密、体积小、安装方便、使用寿命长等特点，产品得到了客户的高度认可，也为公司创造了良好的经济效益。

［1］肖运海，刘斌.浅析塑料异型材软硬共挤出技术［J］.塑料科技，2008，36（8）:94.

［栏目责任编辑邵冰欣］

The Use of Soft and Hard Coextrusion Technology forProcessing a New Car Wiper Spoiler

Chen Xingjiang1，2Shi Bin1，2
（1.Guizhou Composite Materials Engineering Center，Guiyang Guizhou 550025；2.Guizhou Puli Yingji Technology Co.，Ltd.，Guiyang Guizhou 550025）

Theusing soft and hard coextrusion molding mode，and the design of special extrusion mold andshape moldwith special combination of structure，can take advantage of hard and soft coextrusion technology to develop a new type of car wiper spoiler，the achievedwiper spoiler has good binding force，high strength，simple and com⁃pact structure，small size，easy installation，long life and other characteristics.

soft and hardcoextrusion；wiper；spoiler

U463

A

1003-5168（2015）05-0054-3

2015-0-00

贵阳国家高新技术产业开发区管理委员会科技合作计划《软硬共挤技术的开发》（GXYF2014-005）。

陈兴江（1965-），男，本科，高级工程师，研究方向：高分子改型材料、新型化工材料的研究和开发。