汽車內外飾雙色注塑產品結構設計應用

蔣挺

摘要：目前汽車塑料化設計、輕量化程度已經成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要指標，在汽車上盡可能使用塑料制品，以塑代鋼，既可以提高汽車產品設計的靈活性，又可以節(jié)約金屬材料，減輕車輛自重，節(jié)約燃油，符合節(jié)能減排的趨勢要求。而在生產汽車用工程塑料產品的方法中，塑料雙色注塑成型技術作為一種成熟的注塑成型方法，其生產的產品具有功能性與美觀性并存的效果。由于雙色注塑具有眾多優(yōu)點，汽車上的多色尾燈最早也最多運用雙色注塑技術，而且隨著技術的發(fā)展需要，現在及將來雙色注塑產品設計將是汽車內外飾品的發(fā)展方向。因此在汽車內外飾產品設計中，對具有不同材質要求的部件，雙色注塑結構是其最適宜的設計方法。

關鍵詞：內外飾品；熱塑性塑料；雙色注塑

前言：

本設計采用雙色注塑技術設計了一種汽車前風窗玻璃裝飾條，針對現有生產和裝配工藝，效率低、合格率低的問題，新的設計從產品的結構設計、聯(lián)結斷面設計、模具設計到生產注塑成型工藝都進行了深入的探究，設計的產品具有質量穩(wěn)定、安裝簡便、裝配美觀、降噪性能好等一系列優(yōu)點，極大地提高了產品的工業(yè)化生產效率和質量，降低了工業(yè)化生產的成本。

1、設計流程

現有的汽車前風窗玻璃裝飾條產品，在生產時將本體骨架和擠塑成型兩側的軟膠分別通過注塑成型的方法生產出來，然后再人工采用定位工裝將軟膠粘接在本體兩側，生產效率低、產品質量不高，無法滿足批量化生產的需要。參考成熟的雙色注塑成型技術，若將本體骨架與玻璃側軟膠和鈑金側軟膠通過雙色注塑成型的方法整體生產出來，將會顯著提高生產效率，提高產品質量。

1.1技術交流主要進行了設計構想，成型工藝構想，最終確認了目標設定、開發(fā)的必要性和可行性、確認了造型的輸入。

1.2方案設計、分析評審、結構設計評審。

1.3快速樣件的數據凍結、制作、試裝、驗證

1.4快速件驗證反饋，在這一階段由產品設計部門、質量檢測部門、項目開發(fā)部門、對試裝進行評估，對存在的問題進行分析，出具更改優(yōu)化方案，對結構進行改進、數據優(yōu)化、完善。

1.5模具制作、工裝檢具的制作

1.6小批量工裝件試裝，路試，對產品的綜合性能進行驗證，安裝的可靠性，是否振動、松脫，是否翹曲變形，是否存在其它不可預估的缺陷進行驗證

1.7小批量生產供貨，項目管控、固化工藝、固化流程，項目審驗，量產準備。

1.8量產供貨

2、產品結構

產品裝配結構如圖1所示，其各部分代號1是本體骨架，2為第一軟膠，3為第二軟膠，4為前風窗玻璃，5為玻璃膠，6為車身鈑金，7為固定座。其中，1作為本體骨架使用的材料為ASA，第一軟膠2以及第二軟膠3均為熱塑性彈性體TPU。整體結構描述即本體骨架通過第一軟膠與前風窗玻璃搭接于一起作為第一小部分連接，本體骨架利用第二軟膠與車身鈑金搭接在一起作為第二小部分連接，前風窗玻璃經玻璃膠與車身鈑金相接作為第三部分連接，本體骨架固定于與車身鈑金相固接的固定座上作為整體的支撐。

本設計的特點在于產品結構設計采用雙物料，通過雙色注塑成型保證了本體骨架和軟膠聯(lián)接的結構強度，保證了穩(wěn)定的產品質量，保證了外觀品質。根據圖2產品使用狀態(tài)的剖面結構可以看出，本體骨架上側一端向左延伸形成了可以增加本體骨架1和第一軟膠2之間連接結構強度的臺階部，而所述本體骨架的下側端向右則通過凹陷形成了用于增加本體骨架和第二軟膠之間接觸面積的凹陷部，通過增加本體骨架1和第二軟膠3間的接觸面，以此來增加了本體骨架1和第二軟膠3間連接的強度。兩處設計的具體細節(jié)如圖2所示，從圖2（a）中可以看出a-b-c-d-e-f為本體骨架1和第一軟膠2的聯(lián)接的斷面結構，b-c-d-e-f即為所述的臺階部；圖2（b）則可以看到g-h-i-j形成了本體骨架1與第二軟膠3聯(lián)接的斷面，同時成為了本體骨架1的凹陷部。

2、材料選擇及生產方案

為保證雙色注塑產品的生產質量同時將產品的費用控制在合理的范圍內，本設計從材料的選擇方面層層把關，最終選擇工程塑料（ASA）作為本體骨架，選擇TPU熱塑性聚氨酯彈性體橡膠作為第一、第二軟膠。工程塑料具有質量輕、比強度高、電絕緣性好、化學穩(wěn)定性優(yōu)良等一系列有點；TPU則是透明的塑膠顆粒，通過注塑成型后的產品可以改變成任意的顏色，且具有耐磨、彈性好、硬度范圍廣等優(yōu)點。從以上的優(yōu)點分析，這兩種材料的選擇符合產品設計的要求。

根據圖2所示產品的結構圖進行模具設計，模具結構后模是采用的是兩側滑塊和中間插板式封刀片結構.前模是采用了主注射口和副注射口的熱流道系統(tǒng)。注塑設備采用的是600T雙色注塑機，注塑過程：主噴嘴完成本體材料ASA的注塑后，兩側滑塊和中間的插板同時完成各自的動作后，注塑機的副噴嘴注射軟膠TPO，經過冷卻、保壓、開模、頂出，一個完整的注塑周期，生產出合格的產品。

結語：

汽車內外飾產品設計中，采用雙色注塑結構設計，兼具性能要求和視覺美觀。采用雙色注塑結構設計了某款汽車前風窗玻璃裝飾條，其本體骨架采用熱塑性塑料ASA，兩側軟膠采用熱塑性彈性體TPU，整個產品通過二次注塑熔融方法將兩種材料聯(lián)結成型。該設計提高了注塑成型的生產效率，保證了產品的外觀一致性，滿足了產品裝配要求，簡單可靠；滿足了產品功能要求，美觀、導水、降噪。

參考文獻：

[1]張麗，喻濤.關于汽車內外飾件塑料成型模具的研究[J].硅谷，2013（04）.

[2]趙蘭蓉.雙色注塑成型技術及其發(fā)展.塑料科技[J]，2009（11）.

[3]郭巍.微型汽車內外飾產品設計制造技術基礎研究[D].武漢理工大學，2013.