基于CAE分析的轎車外角撐裝飾板雙料重疊注射成型質(zhì)量控制.pdf

1、雙料重疊注射作為一種“模內(nèi)組裝”或“模內(nèi)焊裝”成型技術(shù)，具有減少或取消二次裝配、縮短制件成型周期等諸多優(yōu)點(diǎn)。但由于設(shè)備、模具、成型工藝等因素的制約，使得雙料重疊注射技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用受到一定限制。因此，加強(qiáng)相關(guān)研究和開發(fā)顯得尤為重要。
　　 轎車外角撐裝飾板通常位于轎車后側(cè)窗玻璃拐角處，由主體結(jié)構(gòu)和邊緣密封兩部分組成。該制件在雙料重疊注射成型中所面臨的典型質(zhì)量問(wèn)題是翹曲量偏大和界面結(jié)合力欠佳。為解決此類質(zhì)量問(wèn)題，傳統(tǒng)的做法往往是依

2、靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)反復(fù)調(diào)試模具或注射參數(shù)來(lái)尋求最佳質(zhì)量控制的途徑。毫無(wú)疑問(wèn)，這將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的上升和能源的浪費(fèi)。利用注射成型CAE技術(shù)不但可以預(yù)測(cè)外角撐裝飾板成型過(guò)程中原先只有通過(guò)試模才能暴露的成型缺陷，而且還可借助數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化雙料重疊注射工藝方案，提高成型產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
　　 本文在排除某外角撐裝飾板結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)不合理和前后注射材料匹配不當(dāng)?shù)纫蛩氐幕A(chǔ)上，借助Moldflow軟件，重點(diǎn)研究雙料重疊注射澆口位置組合與

3、注射工藝參數(shù)對(duì)制件翹曲和界面結(jié)合的影響。
　　 為此，本文首先擬定四種澆口位置組合方案，通過(guò)對(duì)這四種方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，找出成型外角撐制件的最佳澆口位置組合；然后基于最佳澆口位置組合安排正交試驗(yàn)，研究前、后注射材料的熔體溫度、注射時(shí)間、保壓壓力、冷卻時(shí)間及模具溫度等工藝參數(shù)與制件翹曲和界面結(jié)合的關(guān)系；最后綜合成型質(zhì)量、設(shè)備噸位、成型周期等因素，選取最佳工藝方案并加以驗(yàn)證。本文的研究結(jié)果表明：
　　 1．澆口位置組合對(duì)

4、外角撐裝飾板最終成型質(zhì)量影響較大。其中，成型制件密封邊上的澆口位置不同會(huì)影響后注射組份的熔體剪切速率和模腔內(nèi)的壓力分布，進(jìn)而影響流動(dòng)路徑上的熔體溫度分布和熔體密度分布。不均勻的溫度分布和密度分布會(huì)造成制件密封邊上不同區(qū)域的收縮不均，當(dāng)由此引發(fā)的殘余應(yīng)力大于重疊注射材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，密封邊便產(chǎn)生翹曲。此外，不均勻的熔體溫度分布還會(huì)影響后注射組份向與之接觸的基體表面?zhèn)鳠幔M(jìn)而影響基體側(cè)的局部熔化深度及熔化持續(xù)時(shí)間，最終影響基于界面分子相互穿

5、插滲透的界面結(jié)合力。
　　 2．不同的工藝參數(shù)對(duì)制件翹曲和界面結(jié)合兩個(gè)指標(biāo)的影響程度不同。在給定的參數(shù)取值范圍內(nèi)，先注射材料(ASA)的冷卻時(shí)間對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的影響均很弱；而重疊注射材料(TPV)的注射時(shí)間對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的影響卻均較強(qiáng)；ASA保壓壓力對(duì)制件高度方向的翹曲影響較大，對(duì)界面結(jié)合力的影響卻屬中等；而TPV注射溫度對(duì)界面結(jié)合強(qiáng)度的影響非常顯著，但對(duì)制件翹曲影響卻較小。
　　 3．在ASA熔體溫度255℃、注射時(shí)間1.0s