張坤磊

摘 要：隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車(chē)外飾塑料件作為重要的搭配組件開(kāi)始廣泛使用。然而，在汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，由于原材料、工藝和設(shè)計(jì)等方面的限制，易出現(xiàn)一些缺陷，如開(kāi)裂、變形、色差等問(wèn)題，影響汽車(chē)外觀(guān)和品質(zhì)，甚至可能危及駕乘者的安全。因此，如何解決或減少汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)缺陷，提高塑料件生產(chǎn)質(zhì)量成為了汽車(chē)工業(yè)面臨的重要課題之一。文章旨在分析汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)缺陷產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。通過(guò)深入探討塑料件缺陷的成因和解決方法，為提高汽車(chē)外飾塑料件的制造水平，保障駕乘者的安全和乘車(chē)體驗(yàn)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)外飾 塑料件 設(shè)計(jì)缺陷 原因 對(duì)策

1 引言

隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)外飾塑料件越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車(chē)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中。然而，由于材料、工藝、設(shè)計(jì)等方面的原因，這些塑料件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，影響汽車(chē)的外觀(guān)、安全和使用壽命。因此，如何解決這些缺陷成為了汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造的重要課題之一。本文旨在探討汽車(chē)外飾塑料件設(shè)計(jì)缺陷的原因和解決方案，以期為相關(guān)行業(yè)提供參考。

2 用于汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)要求

汽車(chē)外飾塑料件作為汽車(chē)中的一部分，它不僅僅是起到了美化車(chē)身的作用，同時(shí)也承擔(dān)著保護(hù)車(chē)身結(jié)構(gòu)的重要職責(zé)。為了確保汽車(chē)外飾塑料件的安全性和質(zhì)量，汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)需要考慮以下幾個(gè)方面：1.強(qiáng)度與剛度汽車(chē)外飾塑料件需要具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受汽車(chē)行駛過(guò)程中的外部振動(dòng)和沖擊力。厚度、材質(zhì)、形狀等因素都會(huì)影響外飾塑料件的強(qiáng)度和剛度。因此，設(shè)計(jì)者需要綜合考慮這些因素來(lái)確保外飾塑料件的質(zhì)量。2.耐波動(dòng)性汽車(chē)外飾塑料件需要具備一定的耐波動(dòng)性，以承受車(chē)輛在行駛過(guò)程中的各種阻力和振動(dòng)。尤其是在高速行駛時(shí)，必須確保外飾塑料件不會(huì)開(kāi)裂、脫落等不良現(xiàn)象出現(xiàn)，能夠保障駕駛安全。3.耐高溫性和耐低溫性汽車(chē)行進(jìn)過(guò)程中，外飾塑料件會(huì)經(jīng)歷高溫和低溫的環(huán)境，如何保證在極端溫度下塑料件不會(huì)出現(xiàn)變形等安全問(wèn)題尤為關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)外飾塑料件時(shí)，需要選擇耐溫性好的材料，并采用合適的加工工藝，以保證高溫和低溫下的使用性能。4.耐紫外線(xiàn)照射汽車(chē)在使用過(guò)程中，外飾塑料件常因長(zhǎng)時(shí)間受到陽(yáng)光的照射而失去美觀(guān)和導(dǎo)致老化。此時(shí)需要選擇耐紫外線(xiàn)照射的材料和有效的維護(hù)措施，以延長(zhǎng)外飾塑料件的使用壽命。5.色澤、光滑度和美觀(guān)度汽車(chē)外飾塑料件不僅需要具備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整潔美觀(guān)的外觀(guān)，還需要與整車(chē)外觀(guān)相匹配，并且造型具備時(shí)尚感和科技感，以體現(xiàn)品牌和車(chē)型的特色。6.方便可靠的安裝和拆卸為了方便汽車(chē)生產(chǎn)和維護(hù)作業(yè)，外飾塑料件的設(shè)計(jì)還需要考慮安裝和拆卸的方便性和可靠性。設(shè)計(jì)者需要通過(guò)綜合考慮外飾塑料件的形狀、材料和加工工藝等不同因素，以最優(yōu)的方案來(lái)解決該問(wèn)題。綜上所述，汽車(chē)外飾塑料件的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多個(gè)因素，包括強(qiáng)度和剛度，耐波動(dòng)性，耐溫性，耐紫外線(xiàn)照射，色澤、光滑度和美觀(guān)度，以及方便可靠的安裝和拆卸等方面，來(lái)確保其質(zhì)量和安全性。

3 汽車(chē)外飾塑料件缺陷原因

3.1 脫模不良

汽車(chē)外飾塑料件在生產(chǎn)過(guò)程中，由于脫模和加工等因素的影響，很容易導(dǎo)致外飾塑料件的缺陷，如氣泡、縮孔、流痕等問(wèn)題。其中，脫模不良是導(dǎo)致缺陷的一個(gè)重要因素。具體表現(xiàn)為：塑料件與模具表面黏附力過(guò)強(qiáng)，造成脫模時(shí)，塑料件表面受損，出現(xiàn)明顯的缺陷。脫模不良既會(huì)影響外飾塑料件的美觀(guān)度，也會(huì)降低其物理性能和安全性，甚至導(dǎo)致塑料件失效。引起汽車(chē)外飾塑料件脫模不良的因素較多，一般包括以下幾方面：1.模具表面質(zhì)量不良，表面光滑度不夠，或者表面粘著物殘留過(guò)多。2.塑料料溫度過(guò)高或過(guò)低，模具溫度不合適。3.模具尺寸和幾何形狀設(shè)計(jì)不合理，或者模具加工精度不夠?qū)е戮植咳毕荨?.開(kāi)模速度過(guò)快，模具和零件之間的表面摩擦力過(guò)大，無(wú)法完全脫離模具表面。

3.2 填充不足

汽車(chē)外飾塑料件填充不足是一種常見(jiàn)的缺陷，通常表現(xiàn)為表面凹陷、塑料件中間有氣泡等問(wèn)題。這種情況通常是由于模具內(nèi)填充塑料量不足或填充壓力不夠等因素導(dǎo)致的。填充不足會(huì)導(dǎo)致塑料件部分區(qū)域的密度較低，從而影響力學(xué)性能和安全性，并且影響外觀(guān)，降低產(chǎn)品質(zhì)量。汽車(chē)外飾塑料件填充不足的表現(xiàn)通常有以下幾種情況：1.表面凹陷：如果塑料件的表面出現(xiàn)凹陷或者不規(guī)則的形狀，這很可能是由于填充不足造成的，意味著相應(yīng)的區(qū)域沒(méi)有得到充分的填充而形成了一個(gè)空洞。2.外表面的結(jié)構(gòu)不完整：如果塑料件的表面出現(xiàn)了斷裂、裂縫、氣泡等問(wèn)題，這說(shuō)明塑料件的結(jié)構(gòu)沒(méi)有得到充分的支撐和填充。3.不可預(yù)知的強(qiáng)度下降：填充不足會(huì)導(dǎo)致塑料件潛在的機(jī)械強(qiáng)度下降，這會(huì)在使用中造成可靠性問(wèn)題和不安全問(wèn)題，必須通過(guò)測(cè)試和檢查來(lái)發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證。4.顏色或紋理的不匹配：填充不足會(huì)導(dǎo)致塑料件某些區(qū)域的顏色或紋理與其他區(qū)域不匹配，這較易被人發(fā)現(xiàn)，對(duì)塑料件的外觀(guān)質(zhì)量有重要影響。 因此，在汽車(chē)外飾塑料件生產(chǎn)和檢測(cè)過(guò)程中，必須充分注意填充問(wèn)題可能導(dǎo)致的缺陷，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取相應(yīng)的措施解決。

3.3 熔接痕

熔接痕是指在汽車(chē)外飾塑料件的生產(chǎn)過(guò)程中，由于壓力和溫度等條件不合適，兩個(gè)或多個(gè)塑料件的接觸處未完全融合形成的留下的缺陷。熔接痕和熔接線(xiàn)的存在會(huì)影響塑料制品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，甚至?xí)屍鋼p壞，形成的表面缺陷通常是凹痕，這種缺陷可能引起塑料件的不良外觀(guān)，和力學(xué)性能降低等問(wèn)題。熔接痕通常表現(xiàn)為塑料件表面凹陷、刮痕和色差等。熔接痕產(chǎn)生的原因有很多，具體包括：1.塑料料溫度和熔體溫度不一致，或過(guò)高或過(guò)低的熔體流速引起的兩個(gè)塑料件的未融合缺陷。2.熔體流動(dòng)不均勻引起的填充不足，從而在多個(gè)相交點(diǎn)處形成未融合的區(qū)域。3.模具表面不平整或填充不充分引發(fā)的未融合缺陷。

3.4 收縮痕

收縮痕是指在汽車(chē)外飾塑料件的生產(chǎn)過(guò)程中，由于充填和冷卻速度不均勻，或者由于聚合物流動(dòng)性差，導(dǎo)致塑料件表面或內(nèi)側(cè)出現(xiàn)缺陷。這種缺陷通常表現(xiàn)為塑料件表面或內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凹陷、注射孔膨起、重復(fù)性缺陷等問(wèn)題，會(huì)對(duì)塑料件的外觀(guān)和力學(xué)性能造成影響。收縮痕產(chǎn)生的原因可以歸納如下：1.塑料料的收縮率不一致，從而導(dǎo)致不同部位塑料件收縮程度不一致。2.塑料件形狀、大小和壁厚不同，導(dǎo)致收縮率不同。3.模具設(shè)計(jì)不合理或加工不精確，導(dǎo)致模具及塑料件不均勻收縮。

4 汽車(chē)外飾注塑件規(guī)避設(shè)計(jì)意見(jiàn)和金建議

4.1 合理選擇材料

在汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，材料的選擇是至關(guān)重要的。合理地選擇材料可以減少注塑件的設(shè)計(jì)缺陷和缺點(diǎn)，提高注塑件的品質(zhì)和性能。下面是選擇合適材料的建議：1.材料的物理特性：選擇合適的韌性和硬度，能夠提供足夠的堅(jiān)固性和耐用性。2.材料的化學(xué)特性：選擇與工作環(huán)境相適應(yīng)的耐腐蝕、耐熱和耐候性等特性的材料。根據(jù)材料的工作環(huán)境和要求，如果有加入U(xiǎn)V穩(wěn)定劑，防腐劑或者AOM穩(wěn)定劑等，能夠延長(zhǎng)注塑件的使用壽命。3.材料的加工性能：選擇容易加工和成形的材料，可以保證注塑件的密實(shí)性和重復(fù)性，同時(shí)降低注塑件生產(chǎn)成本和時(shí)間成本。4.材料的成本：材料的成本也需要考慮到設(shè)計(jì)的成本，需要在多種要求下進(jìn)行合理的取舍以節(jié)約生產(chǎn)和設(shè)計(jì)成本。5.材料可持續(xù)性：在選擇材料時(shí)，需要考慮是否對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，選擇更加可持續(xù)的材料，例如可降解塑料等。在注塑件的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)注塑件的特性、工作要求和環(huán)境要求，全面理解材料的特性和使用范圍，根據(jù)需要制定合理的材料選型方案，從而保證注塑件的高品質(zhì)、高可靠性和安全性。

4.2 科學(xué)設(shè)計(jì)脫模角度

科學(xué)的設(shè)計(jì)脫模角度可以規(guī)避汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)缺陷，主要是為了保證模具中塑料件從模具中順利脫模。脫模角度有利于縮短注塑生產(chǎn)周期的同時(shí)，防止塑料件損壞從而保證復(fù)雜注塑件的質(zhì)量。以下是關(guān)于設(shè)計(jì)脫模角度的建議：1.根據(jù)注塑件材料的性質(zhì)，合理確定脫模角度。通常情況下，脫模角度角度范圍在1-2度間，有些材料甚至需要更多的脫模角度。2.考慮注塑件的形狀和尺寸，注塑件越大、越厚，脫模難度越大，需要相應(yīng)增加脫模角度。3.設(shè)計(jì)脫模角度時(shí)，需要考慮模具的制造和組裝工藝，以便確保生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并確定合理的脫模方向和位置。4.脫模角度應(yīng)與塑料件表面平行或略有傾斜，以確保注塑件表面的光滑度和品質(zhì)，確保退模件不會(huì)損壞或變形。5.避免設(shè)置尖銳的轉(zhuǎn)角，加大圓角半徑，以減小出料口處的應(yīng)力和套筒表面的劃痕。6.對(duì)于具有復(fù)雜幾何和細(xì)節(jié)表面的注塑件，需要在設(shè)計(jì)中考慮較大的脫模角度和設(shè)計(jì)語(yǔ)言，以避免功能和外觀(guān)上的缺陷?？茖W(xué)的設(shè)計(jì)脫模角度可以規(guī)避汽車(chē)外飾注塑件設(shè)計(jì)缺陷，確保注塑件的高質(zhì)量，同時(shí)提高注塑生產(chǎn)效率，降低成本，減少生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和耗時(shí)及不良的注塑版本。

4.3 科學(xué)設(shè)計(jì)壁厚

在汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，科學(xué)設(shè)計(jì)壁厚可以規(guī)避一系列注塑件設(shè)計(jì)缺陷，如減弱因變型比、異常收縮等而形成的明顯凹陷及缺陷等。正確的壁厚設(shè)計(jì)可以增加注塑件的剛性和強(qiáng)度，同時(shí)減輕整個(gè)注塑件的重量，提高注塑件的性能和品質(zhì)。以下是關(guān)于正確設(shè)計(jì)壁厚的建議：1.在滿(mǎn)足注塑件要求的強(qiáng)度、外觀(guān)等方面，將壁厚最小化。2.在塑件的運(yùn)用環(huán)境下，適當(dāng)增加壁厚以提高注塑件的剛性、強(qiáng)度、耐用性和耐腐蝕性。3.注塑件帶有很多孔或支撐區(qū)時(shí)，壁厚應(yīng)當(dāng)增加以保證注塑件的穩(wěn)定性和尺寸精度。4.選擇合適的注射和材料技術(shù)以確保整個(gè)注塑件的壁厚均勻，避免因壁厚不均勻而導(dǎo)致的局部缺陷。5.對(duì)于大型注塑件或表面過(guò)于鋒利的注塑件，應(yīng)適當(dāng)增加壁厚以加強(qiáng)注塑件的剛性和強(qiáng)度。6.設(shè)計(jì)壁厚時(shí)，應(yīng)考慮到注塑件的制造成本，同時(shí)在不影響注塑件質(zhì)量和強(qiáng)度的前提下，采用最節(jié)約成本的壁厚設(shè)計(jì)。7.避免過(guò)度厚度和過(guò)度薄的設(shè)計(jì)，過(guò)于薄壁厚的注塑件會(huì)增加成本因?yàn)榭赡苄枰砑咏Y(jié)構(gòu)物來(lái)強(qiáng)化。過(guò)厚的壁厚又可能增大結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力引起變形等缺陷?？茖W(xué)的壁厚設(shè)計(jì)可以規(guī)避汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)缺陷，從而提高注塑件的品質(zhì)和性能，降低生產(chǎn)和制造成本。注塑設(shè)計(jì)師必須深入了解其注塑工藝中的材料、生產(chǎn)條件和使用要求等方面，從而確保正確設(shè)計(jì)注塑件壁厚。

4.4 正確處理熔接痕

熔接痕是一種常見(jiàn)的汽車(chē)外飾注塑件設(shè)計(jì)缺陷，通常由于注塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或加工工藝不當(dāng)引起。它是指在注塑件表面留下的由于周?chē)⑺芪锪系娜刍纬傻暮圹E。正確的處理熔接痕可以規(guī)避汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)缺陷，從而提高注塑件的外觀(guān)和品質(zhì)。以下是關(guān)于正確處理熔接痕的建議：1.優(yōu)化注塑機(jī)的操作，避免太快的注料速度，選擇適當(dāng)?shù)淖⑺軝C(jī)設(shè)定參數(shù)，以確保均勻注塑2.優(yōu)化注塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化注塑件的注塑位置和注塑件的幾何參數(shù)，降低注塑件運(yùn)動(dòng)路徑中出現(xiàn)的接縫，從而減小熔接痕的出現(xiàn)。3.改善注塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免注塑件的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜或具有極高的剛性，因?yàn)檫^(guò)于高的剛性會(huì)使注射物料浮現(xiàn)，降低制造過(guò)程中的崩塌，減少熔接痕的產(chǎn)生。4.優(yōu)化注塑機(jī)的溫度和壓力設(shè)定，控制注射參數(shù)和處理參數(shù)，以確保注射時(shí)溫度匹配，也為減少熔焊痕提供更為可靠的保證。5.使用更高質(zhì)量的原材料，以及運(yùn)用現(xiàn)代化和先進(jìn)的技術(shù)，包括優(yōu)化熔合條件和使用盡可能少的添加劑，可以避免過(guò)多添加劑衍生的熔焊痕。6.在最終注塑件的表面涂層或拋光處理過(guò)程中，需要適當(dāng)處理熔焊痕?？梢圆捎帽砻鎾伖?、研磨或表面涂層等方式，進(jìn)一步提高注塑件的外觀(guān)和品質(zhì)。7.通過(guò)使用注塑仿真軟件，在設(shè)計(jì)階段優(yōu)化注塑件和模具設(shè)計(jì)，預(yù)測(cè)注塑制造過(guò)程中的熔焊痕等缺陷，以減少注塑件本身設(shè)計(jì)產(chǎn)生的熔焊缺陷。這些處理方法可以改善汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)缺陷，減少熔焊痕的產(chǎn)生，并提高注塑件的外觀(guān)和品質(zhì)。此外，進(jìn)行可靠細(xì)致的模具、注塑件和生產(chǎn)工藝的檢查和評(píng)估，也可以避免在注塑件制造中常見(jiàn)的熔焊缺陷。

4.5 正確處理收縮痕

收縮痕也是一種常見(jiàn)的汽車(chē)外飾注塑件設(shè)計(jì)缺陷，通常于注塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)或加工工藝不當(dāng)引起。它是指在注塑件表面留下的由于材料收縮而形成的半圓形痕跡。正確的處理收縮痕可以規(guī)避汽車(chē)外飾注塑件設(shè)計(jì)缺陷，從而提高注塑件的外觀(guān)和品質(zhì)。以下是關(guān)于正確處理收縮痕的建議：1.增加模具溫度，使注塑件迅速冷卻或凝固，并控制溫度分布均勻，以減少收縮。2.優(yōu)化注塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少收縮痕的出現(xiàn)，盡量減少注射路徑和射點(diǎn)。3.改進(jìn)注塑機(jī)操作、調(diào)整注塑機(jī)設(shè)定參數(shù)，使注射過(guò)程更均勻。4.優(yōu)化注塑件的材料選擇，選用更具耐熱性能和收縮性能的原材料或注塑料。5.優(yōu)化注塑機(jī)的壓力設(shè)定和溫度控制系統(tǒng)，確保注塑過(guò)程中的溫度和壓力穩(wěn)定。6.在注塑完成后，對(duì)注塑件進(jìn)行吹氣冷卻、浸入冷水等后處理，促進(jìn)注件迅速冷卻凝固，以減少收縮痕的出現(xiàn)。7在注塑過(guò)程中，通過(guò)增加射膠壓力或采用多孔結(jié)構(gòu)等方法，可以盡量避免注射過(guò)程中的氣泡，以減少因氣泡形成的收縮痕。8.使用注射仿真軟件提前對(duì)注塑過(guò)程進(jìn)行模擬，預(yù)測(cè)注塑過(guò)程中可能出現(xiàn)的收縮情況，進(jìn)一步優(yōu)化注塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和注塑工藝。

5 總結(jié)

綜上所述，在中國(guó)加入世界貿(mào)易組織（WTO）的背景下，國(guó)內(nèi)汽車(chē)塑料零件制造商將不可避免地面臨外國(guó)對(duì)手的挑戰(zhàn)。學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和理念可以提升塑料件制造和研發(fā)，上述處理方法可以改善汽車(chē)外飾注塑件的設(shè)計(jì)缺陷，并提高注塑件的外觀(guān)和品質(zhì)。

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