黃智杰 楊帆 徐少龍

摘? ?要：目前國(guó)內(nèi)使用的陰模吸塑模具均是依靠國(guó)外進(jìn)口，國(guó)外進(jìn)口的模具不但制造周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，而且維修起來(lái)也非常麻煩。為了解決上述問(wèn)題，我們自主開(kāi)發(fā)陰模吸塑模具，其核心在于母模側(cè)殼體制造。本研究采用機(jī)加工的方法制造出5～8mm厚度的不銹金屬殼體，然后用腐蝕或打印的方法做皮紋，最后使用激光穿孔的方法加工出0.1～0.2mm的微孔。結(jié)果表明：這種方法做出來(lái)的殼體生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品紋理清晰、質(zhì)量較好，滿(mǎn)足公司標(biāo)準(zhǔn)，可批量生產(chǎn)。這種方法制造出來(lái)的陰模吸塑模具不但周期短、價(jià)格低廉，而且維修方便，在打破國(guó)外的技術(shù)壟斷的同時(shí)，還可以提高公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：陰模吸塑? 金屬殼體? 微孔制造? IMG? 儀表板表皮? 車(chē)門(mén)內(nèi)飾

目前國(guó)內(nèi)使用的陰模吸塑模具均是依靠國(guó)外進(jìn)口，包括日本、美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等，其中日本的陰模吸塑模具使用壽命較長(zhǎng)、質(zhì)量較好，但模具價(jià)格比較高。采購(gòu)國(guó)外的模具在前期技術(shù)交流的過(guò)程中較為麻煩，期間模具制造的周期較長(zhǎng)，運(yùn)輸和后期的維修也是十分不方便，在維修的過(guò)程中不論是他們的工程師過(guò)來(lái)還是我們把模具運(yùn)過(guò)去，都需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間和高昂的費(fèi)用。為了縮短制造周期、降低成本、方便維護(hù)，同時(shí)也是為了打破國(guó)外壟斷，避開(kāi)國(guó)外的技術(shù)保護(hù)。因此我們必須自主研發(fā)全新的制造工藝，為國(guó)內(nèi)填補(bǔ)這一空缺，同時(shí)還可以提高公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1? 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

陰模吸塑是一種模內(nèi)成型皮紋的生產(chǎn)工藝，目前被國(guó)外壟斷，國(guó)外的基礎(chǔ)工業(yè)較發(fā)達(dá)，設(shè)備較精密，技術(shù)也較先進(jìn)，陰模吸塑技術(shù)在日本、德國(guó)及美國(guó)等國(guó)家已相當(dāng)成熟且廣泛應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)少數(shù)的企業(yè)也開(kāi)始研發(fā)陰模吸塑模具，但并沒(méi)有公司研發(fā)出可以量產(chǎn)的模具。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)這種模具還有很長(zhǎng)的路要走。

2? 理論分析及技術(shù)研究

2.1 技術(shù)難點(diǎn)分析

陰模吸塑模具的核心技術(shù)最重要就是母模側(cè)殼體上的微孔設(shè)計(jì)及加工，微孔的作用是至關(guān)重要的，首先是要保證抽真空時(shí)順利;其次還要保證在生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中不會(huì)被堵掉;最后還要保證表皮在負(fù)壓及合模的時(shí)候不會(huì)影響表皮的質(zhì)量。另外就是電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，涉及到感溫、位置、模號(hào)、吸氣、吹氣等。

2.2 金屬殼體及電氣系統(tǒng)

首先，需要采購(gòu)不銹金屬毛坯，經(jīng)過(guò)機(jī)加工及拋光，將其加工成5～8mm厚度的毛坯殼體，然后用腐蝕或打印的方法做皮紋，最后使用激光穿孔的方法加工出0.1～0.2mm的微孔，最終的金屬殼體如圖1所示。

陰模吸塑模具包含智能感應(yīng)系統(tǒng)、吹吸氣系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)等，如圖1、2所示。

智能感應(yīng)系統(tǒng)包含了很多的電子元件，主要有感溫器（其作用是檢測(cè)模溫）、位置感應(yīng)器（其作用是檢測(cè)骨架是否裝到位）、24針（其作用是讓設(shè)備感應(yīng)模具和模溫）等。吸氣和吹氣系統(tǒng)包含吹氣管道、吸氣管道、單向閥、氣壓表以及氣道等。吸氣系統(tǒng)的主要作用是在生產(chǎn)表皮的過(guò)程中使母模側(cè)氣壓控制在 -0.1MPa，使表皮在模內(nèi)壓制成型皮紋的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生困氣，含有一定的負(fù)壓更容易使表皮成型清晰的皮紋，當(dāng)然負(fù)壓不宜過(guò)大，否則會(huì)吸爛表皮。吹氣系統(tǒng)的作用是在開(kāi)模之前讓表皮更容易與母模分離以及頂出系統(tǒng)頂出成品。溫度控制系統(tǒng)包含普通水路、異形水路、傳熱優(yōu)良的金屬珠（直徑為3～6mm），水路的作用自然是為了更好地控制模溫在50℃～70℃之間，金屬珠的作用是為了升降模溫的時(shí)候傳熱，以控制模溫在合理的溫度范圍之內(nèi)。

2.3 產(chǎn)品生產(chǎn)流程及實(shí)物

待所有零部件加工好之后，就開(kāi)始裝模，同時(shí)安裝所有的電氣件。為了使讀者能一目了然了解產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，特畫(huà)出生產(chǎn)流程圖，如圖3所示。做出來(lái)的實(shí)物產(chǎn)品紋理清晰，表面質(zhì)量較好，達(dá)到量產(chǎn)要求，如圖4所示。

3? 結(jié)語(yǔ)

陰模吸塑模具在開(kāi)發(fā)過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)：（1）金屬殼體，其材質(zhì)可以是不銹鋼、不銹鐵以及鎳殼等，其殼體的合理厚度為5～8mm，為保證殼體的強(qiáng)度，其周邊輪廓可適當(dāng)加厚。（2）金屬殼體上微孔合理的直徑為0.1mm-0.2mm，孔徑過(guò)小會(huì)導(dǎo)致排氣不良以及殘物堵塞，孔徑過(guò)大可能會(huì)吸破表皮或微孔處表皮凸起。（3）母模側(cè)異形水路其材質(zhì)可以使用不銹金屬材質(zhì)，要保證有一定的強(qiáng)度，可以使用導(dǎo)熱性較好的金屬珠最為傳熱的媒介，其直徑最好為3～6mm。（4）吸氣系統(tǒng)要注意設(shè)計(jì)密封圈避免相關(guān)連接處漏氣，放置鋼絲網(wǎng)避免金屬珠吸進(jìn)設(shè)備，負(fù)壓保持0.1MPa;吹氣系統(tǒng)要注意單向閥的開(kāi)啟以及頂出機(jī)構(gòu)的順暢運(yùn)行。（5）感應(yīng)系統(tǒng)要根據(jù)模具腔數(shù)以及產(chǎn)品大小放置一定數(shù)量的感溫器和位置感應(yīng)器，注意24針及相關(guān)線路的設(shè)計(jì)。（6）模腔拔模角度最好設(shè)計(jì)10°以上，側(cè)面深度不易過(guò)深，同時(shí)上下模要設(shè)計(jì)足夠的排氣孔;模腔邊緣處較中間處薄，設(shè)計(jì)時(shí)要均勻過(guò)渡。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭超.塑料片材真空陰模吸塑成型模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 華中科技大學(xué)，2011.