汽车前后保险杠装饰条成型分析

2021-11-02王永庆黄忠国朱帮权

模具制造 2021年9期

王永庆，幸东，黄忠国，朱帮权，陈志

（三威实业（珠海）有限公司，广东珠海 519000）

1 引言

MoldFlow应用越来越广泛，尤其是两款塑件差异较大的情况下，显得尤为重要，两款塑件不平衡，影响注射成型，所以通过模流分析进行模拟，找到两款塑件平衡点。由于人们对品质要求越来越高，为了达到塑件的设计要求，需要不断地创新和研发，并提高注射成型技术，通过模流分析软件，提前预判塑件缺陷，减少修模的成本费用。

2 汽车前后保险杠装饰条分析

按常规设计汽车前后保险杠装饰条，如图1 所示。塑件A 尺寸1,386×174×68mm，塑件壁厚为3mm且净重约315g；塑件B 尺寸1,029×46×62mm，塑件壁厚为3mm且净重约199g。由于A、B两款塑件差异较大，通常会拆为2 副模具独立生产，这样生产便于控制塑件合格率，以往这类塑件是分开注射成型。但是客户为了节省成本又要更好的塑件外观质量，且需把A、B两款塑件放在一副模具里注射成型，这对塑件注射平衡提出了更高要求，后续会因为A、B两款塑件注射不平衡，直接影响塑件电镀，电镀对塑件填充平衡及压力分布及为重要。A、B 两款塑件重量和尺寸差异较大，调节平衡存在一定的困难。

图1 塑件分布及尺寸

2.1 建模

通过UG软件把A、B两款塑件文件添加在一个文件里，转换成XT格式，通过CAD DOCTOR前处理，然后画网格把自由边和重叠边修为0，网格匹配率要求达到85%以上。如图2所示，注射成型后需要电镀，表面外观面不能有熔接痕产生，所以采用针阀热流道控制熔接痕，一个热咀分两点斜方进胶，由于A、B 两款塑件尺寸不一样，从而导致A、B两款塑件进胶出现先后次序。为了让A、B两款塑件流速尽量保持一致，通过控制B塑件进胶和流道尺寸。

图2 模型及浇注系统

2.2 工艺参数

塑料材料为ABS，牌号PA-757，XY方向缩水率为2.5/1000，Z方向缩水率为4/1000。模具温度45℃，熔体温度210℃，顶出温度84℃，塑件设置注射时间为3.5s，注塑机最大注塑压力为140MPa，材料最大剪切应力为0.3MPa，最大剪切速率为50,000/s，初次分析保压时间为10s。

ABS 塑料具有高刚性、高光泽及中等耐冲击性，且具有较高的吸湿性，需要干燥条件为80℃～90℃下最少干燥2h。

2.3 分析结果

如图3 所示，模流分析结果有：填充时间、V/P 转换时压力分布图、压力注射位置时曲线图、熔接痕图、翘曲变形等模拟结果图，从而帮助试模人员找到塑件缺陷产生的原因。

图3 模拟结果

（1）填充时间结果：由于两款塑件差异较大，导致填充过程中出现不平衡现象，通过采用针阀热流道进胶，A、B两款塑件末端位置还是无法同时到达。

（2）注射压力分布结果：注射压力为69.MPa，压力分布不均匀，B 塑件率先填充完成，导致A、B 两款塑件压力出现压力差，电镀后B 塑件过保压毛刺风险较高。

（3）注射压力位置曲线图：从压力位置曲线看，塑件压力基本在注塑压力允许范围内，一般电镀塑件压力尽量控制在70MPA 上下，塑件不容易产生流痕和毛边等缺陷。

（4）熔接痕分析图：由于采用针阀热流道进胶，外观面没有熔接痕。

（5）总体方向翘曲变形分析图：总体方向变形是14.05mm。

（6）XYZ3个方向翘曲变形分析图：X方向变形是3.055mm；Y方向变形是4.378mm；Z方向变形是13.29mm。

3 优化塑件平衡

通过MoldFlow分析，A、B两款塑件无法同时到达各个填充末端位置，其中B 塑件尺寸小，塑件在注塑过程中出现过保压现象，导致B 塑件重量增加、飞边及A塑件缩水的风险。为了满足生产要求，需改善不平衡方案。为改善此不平衡问题，通过试多种方案，最终在B塑件末端位置增加一块溢料饼，把这个溢料饼当成塑件一部分，就解决A、B两款填充平衡问题，B塑件多余胶料全部填充在溢料饼里，只要控制溢料饼大小，压力就可以完全释放在溢料饼，后续在二次去除，如图4 所示。通过增加溢料饼，保证A、B 塑件填充平衡问题，以此保证合格率，实现规模化生产。