黄智杰 杨帆 徐少龙

摘   要：目前国内使用的阴模吸塑模具均是依靠国外进口，国外进口的模具不但制造周期长、费用高，而且维修起来也非常麻烦。为了解决上述问题，我们自主开发阴模吸塑模具，其核心在于母模侧壳体制造。本研究采用机加工的方法制造出5～8mm厚度的不锈金属壳体，然后用腐蚀或打印的方法做皮纹，最后使用激光穿孔的方法加工出0.1～0.2mm的微孔。结果表明：这种方法做出来的壳体生产出来的产品纹理清晰、质量较好，满足公司标准，可批量生产。这种方法制造出来的阴模吸塑模具不但周期短、价格低廉，而且维修方便，在打破国外的技术垄断的同时，还可以提高公司的市场竞争力。

关键词：阴模吸塑  金属壳体  微孔制造  IMG  仪表板表皮  车门内饰

目前国内使用的阴模吸塑模具均是依靠国外进口，包括日本、美国、德国、韩国等，其中日本的阴模吸塑模具使用寿命较长、质量较好，但模具价格比较高。采购国外的模具在前期技术交流的过程中较为麻烦，期间模具制造的周期较长，运输和后期的维修也是十分不方便，在维修的过程中不论是他们的工程师过来还是我们把模具运过去，都需要花费较长的时间和高昂的费用。为了缩短制造周期、降低成本、方便维护，同时也是为了打破国外垄断，避开国外的技术保护。因此我们必须自主研发全新的制造工艺，为国内填补这一空缺，同时还可以提高公司的市场竞争力。

1  国内外研究现状

阴模吸塑是一种模内成型皮纹的生产工艺，目前被国外垄断，国外的基础工业较发达，设备较精密，技术也较先进，阴模吸塑技术在日本、德国及美国等国家已相当成熟且广泛应用。目前，国内少数的企业也开始研发阴模吸塑模具，但并没有公司研发出可以量产的模具。因此，国内企业研发这种模具还有很长的路要走。

2  理论分析及技术研究

2.1 技术难点分析

阴模吸塑模具的核心技术最重要就是母模侧壳体上的微孔设计及加工，微孔的作用是至关重要的，首先是要保证抽真空时顺利;其次还要保证在生产产品的过程中不会被堵掉;最后还要保证表皮在负压及合模的时候不会影响表皮的质量。另外就是电气系统的设计，涉及到感温、位置、模号、吸气、吹气等。

2.2 金属壳体及电气系统

首先，需要采购不锈金属毛坯，经过机加工及抛光，将其加工成5～8mm厚度的毛坯壳体，然后用腐蚀或打印的方法做皮纹，最后使用激光穿孔的方法加工出0.1～0.2mm的微孔，最终的金属壳体如图1所示。

阴模吸塑模具包含智能感应系统、吹吸气系统及温控系统等，如图1、2所示。

智能感应系统包含了很多的电子元件，主要有感温器（其作用是检测模温）、位置感应器（其作用是检测骨架是否装到位）、24针（其作用是让设备感应模具和模温）等。吸气和吹气系统包含吹气管道、吸气管道、单向阀、气压表以及气道等。吸气系统的主要作用是在生产表皮的过程中使母模侧气压控制在 -0.1MPa，使表皮在模内压制成型皮纹的过程中不会产生困气，含有一定的负压更容易使表皮成型清晰的皮纹，当然负压不宜过大，否则会吸烂表皮。吹气系统的作用是在开模之前让表皮更容易与母模分离以及顶出系统顶出成品。温度控制系统包含普通水路、异形水路、传热优良的金属珠（直径為3～6mm），水路的作用自然是为了更好地控制模温在50℃～70℃之间，金属珠的作用是为了升降模温的时候传热，以控制模温在合理的温度范围之内。

2.3 产品生产流程及实物

待所有零部件加工好之后，就开始装模，同时安装所有的电气件。为了使读者能一目了然了解产品的生产流程，特画出生产流程图，如图3所示。做出来的实物产品纹理清晰，表面质量较好，达到量产要求，如图4所示。

3  结语

阴模吸塑模具在开发过程中要注意以下几点：（1）金属壳体，其材质可以是不锈钢、不锈铁以及镍壳等，其壳体的合理厚度为5～8mm，为保证壳体的强度，其周边轮廓可适当加厚。（2）金属壳体上微孔合理的直径为0.1mm-0.2mm，孔径过小会导致排气不良以及残物堵塞，孔径过大可能会吸破表皮或微孔处表皮凸起。（3）母模侧异形水路其材质可以使用不锈金属材质，要保证有一定的强度，可以使用导热性较好的金属珠最为传热的媒介，其直径最好为3～6mm。（4）吸气系统要注意设计密封圈避免相关连接处漏气，放置钢丝网避免金属珠吸进设备，负压保持0.1MPa;吹气系统要注意单向阀的开启以及顶出机构的顺畅运行。（5）感应系统要根据模具腔数以及产品大小放置一定数量的感温器和位置感应器，注意24针及相关线路的设计。（6）模腔拔模角度最好设计10°以上，侧面深度不易过深，同时上下模要设计足够的排气孔;模腔边缘处较中间处薄，设计时要均匀过渡。

参考文献

[1] 郑超.塑料片材真空阴模吸塑成型模拟及实验研究[D]. 华中科技大学，2011.