汽车内饰产品注塑纹理光泽度一致性的研究 |
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对比了汽车内饰注塑纹理产品的纹理颗粒规则和表面光泽度,分析了产品纹理颗粒深度不一致、色差不一致及表面光泽度不一致问题,并提出了相应的解决办法。
结果表明:在蚀纹工艺一致的情况下,通过统一模具钢材、优化成型工艺参数,可提升汽车内饰产品注塑纹理的光泽度一致性。
关键词:注塑纹理;模具钢材;工艺参数
作者:赖文, 薛峰, 陈善飞 单位:广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院 来源:上海塑料
随着汽车行业各主机厂对各自汽车车型的不断升级换代,汽车主机厂对汽车内饰表面感知品质 提出越来越高的要求[1-2] ;随着广大消费者对汽车内饰的认知越来越深入,对内饰的颜色搭配、产品材质的选择、表面处理的方法等要求越来越高。在注塑件表面增加纹理,可以提高产品表面装饰性和商品性,使外观更加美观,同时也可以降低强光反射,保护司乘人员的眼睛,扩大视觉可视范围,提升 行驶安全性;产品表面均匀精致的纹理可掩盖产品外观表面成型缺陷,有利于提升汽车内饰外观品质和视觉效果。
光泽度是指在规定的入射角下,塑料试样的镜面反射率与同一条件下基准面的镜面反射率之比[3] 。注塑产品表面纹理是从成型过程中复制模具型腔表面纹理而来的,模具型腔的纹理则通过药水腐蚀或激光雕刻产生。影响产品纹理光泽度的因素有很多,如模具钢材因素、纹理加工因素、成型工艺因素及原材料因素。
笔者先从常规纹理的制作工艺进行普及,再从模具钢材、模具加工、纹理制作、成型工艺等方面分析其对纹理光泽度的影响,并提出对应的规避方法和改善方案,可为同类产品表面缺陷问题的解决提供技术参考。
纹理制作工艺
目前常用的蚀纹工艺有两种,一种是激光雕刻,一种是化学腐蚀。激光雕刻适合加工规则的立体几何皮纹,通过激光设备对模具表面烧结完成纹理制作,但是该工艺的成本昂贵,不适合广泛使用。传统的化学腐蚀蚀纹工艺工序多,蚀纹前需要将模具清洗干净并做检查,确认没有问题后,将菲林贴于需要蚀纹的模具表面并检查确认后将菲林表面塑料膜撕掉(见图1)。模具表面菲林完成后,将非 腐蚀区域进行密封保护,检查完成后将模具放入药水池,经过多轮更换菲林腐蚀后得到模具需要的纹理
纹理光泽度的影响因素模具钢材
不同的模具钢材,因成分不一样,蚀纹出来的 纹理效果和光泽度也不一样。相互搭配的零件建 议统一模具的钢材型号和钢材硬度,以减少因模具 钢材差异而调整蚀纹工艺带来的纹理光泽度不一 致的问题。模具蚀纹钢材应挑选晶相组织均匀、纯 净度高的钢材,不能因钢材材质问题影响纹理光 泽。钢材偏析造成纹理表面破坏
模具表面加工
同一模具表面采用不同的加工方式也会影响蚀纹效果,导致纹理表面光泽不一致。普通的机加工对模具表面影响较小,只需轻微去掉表面加工既可进行蚀纹;但使用过电火花放电加工的表面不能直接蚀纹,需要去除表面硬化层后才能蚀纹,这是因为电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的,这种加 工方法容易在模具表面形成硬化层,蚀纹后造成模具表面纹理不清晰,与周边区域光泽度不一致
注塑工艺
稳定的生产工艺有助于保障产品表面光泽度的一致性,合理的进胶方案和成型工艺参数也会直 接影响表面光泽度。在成型过程中,影响表面光泽 度一致性的工艺参数通常是模具温度和成型压力。在材料允许范围内,成型温度越高有利于材料的流 动性,能更好地复制表面纹理效果,纹理复制效果 越好,光泽度越低;成型压力越大,树脂能更好地贴 紧模具表面使纹理越清晰,光泽度越低。因此,模 具成型温度和成型压力也是影响表面光泽度不一 致的因素,特别是浇口区域的压力往往高于其他区 域,造成局部光泽度低
光泽度超差案例分析
在某项目开发过程中,在进行外观认可时发现部分注塑蚀纹件外观表面光泽度超差,可视范围内有发亮现象。通过对产品面进行光泽度测量发现光泽度在 3.0 以上(标准值为 1.8 ± 0.2),严重超差(见图7)。将现场零件进行批次检测,检测结果为批次零件光泽度均超差,故可排除单一产品偶发原因。产品认可团队对此问题进行原因分析,并给出整改意见,缺陷问题原因分析见表
总结
(1) 统一蚀纹零件的模具钢材有利于保障周边件光泽度的一致性,选用晶相组织均匀、纯净度高的模具钢材,有利于保障纹理光泽度的一致性。
(2) 模具表面合理的加工工艺或去除干净加工带来的表面硬化层,蚀纹区域表面不烧焊,可以提升纹理表面光泽度的一致性。 (3) 成型过程中,均匀的模具温度和型腔压力有利于提升纹理光泽度的一致性。
【参考文献】 [1] 莫月香, 杨欣卉, 湛权. 汽车内饰材料安全标准评 价及分析[J]. 中国纤检, 2015(8):73-75. [2] 张志强, 曹崴, 杨慧, 等. 成型温度对 PP 和ABS试 样表面颜色和光泽度的影响[J]. 工程塑料应用, 2017,45(5):69-73. [3] 胡慧林, 宋振彪, 徐永田, 等. ABS 树脂光泽度的测 试方法研究 I[J]. 塑料工业, 2014,42(1):91-94.
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