注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响探讨

1、    注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响探讨    许焰兵摘 要：近些年来，随着社会经济的进步发展以及人们生活物质水平的不断提高，汽车行业的发展也呈现出一片繁荣的态势，随之而来的就是人们对汽车工艺越来越高的要求。目前来说，汽车的轻量化发展逐渐步入正轨。汽车制造商们开始采用先进的科技手段，应用新材料、新工艺不断迎合市场的需求。在该发展趋势下，塑料制品开始大规模的代替钢铁制品。同时，工程塑料本身具有的易加工、易成型等特点被广泛应用于汽车部件的制造当中，提高汽车性能的同时也节约了汽车制造成本。在工程塑料的实际应用中一般会用到注塑成型工艺，首先就是对成型

2、工艺进行分析，然后确定较好的成型工艺参数，以较好的产品质量充分发挥工程塑料的优良特性，但是实际操作中不同的工艺参数对塑料制品的力学性能影响也有着较大的区别，本文分析了注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响。关键词：注塑成型工艺；汽车塑料部件；力学性能引言注塑成型工艺通常是指在进行零件生产时，利用零件模型将原料直接注射至模型当中，经过冷却最终成型，此时生产出来的零件便和模型完全相同。该项工艺的应用能够对一些较为复杂的产品实现自动化生产，极大的提高了汽车制造业的生产效率。但是由于其在浇注过程中因不同产品的力学性能的影响也会有损坏的情况。一、应用注塑成型工艺的必要性（一）在实际的汽车制造中一般会用

3、到注塑成型工艺的汽车部件主要有座椅装饰、保险杠、仪表盘以及门护板等。这一部分部件使用注塑成型工艺能够最大程度上保证汽车的美观性，弥补焊接工程的缺陷。（二）工程塑料在使用过程中具有较高的可塑性，因此在针对一些特殊汽车部件的制造上更能达到用户的需求，与钢铁材料的配合也能最大程度上提高汽车的坚固性，延长汽车部件的使用周期。（三）再就是注塑成型工艺的使用使得汽车的轻量化发展又上升了一个层次，同时在维修上更具有便捷性，用户在使用过程中也可以随时根据自己的实际需求进行更换，提高了用户的满意度。二、注塑成型工艺分析在探讨注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响中，为了能够更精确地分析注塑件成型后的力学性能，

4、本文在研究过程中特地选取了汽车座椅为探讨对象，通过模拟不同的注塑工艺参数，针对不同工艺参数对汽车座椅塑料零件力学性能所产生的影响加以分析。（一）网格划分与几何模型首先就是选取一个尺寸为 463*157*40mm，平均壁厚为2.4mm的汽车座椅模型为研究对象，然后使用moldflow 的数值模型将原本的三维网格转化为四面体的网格来分析具体的应力效果，并将计算结果继承到abaqus中。再用有限元软件中的 moldflow功能以及使用 3d 网格的自动修复功能不断对网格模型进行优化处理，最后经过四面体中折叠面、倒置四面体、厚度、内部长度、极大面积等方面的修复后形成的网格总数等于405147，纵横比为

5、5.8。（二）工艺参数与浇口位置汽车座椅本身具有外观上的制造标准，所以说一般汽车制造商在对汽车座椅使用注塑成型工艺时选择的浇口位置在塑料的内部、下部，同时在实际的浇注过程中为了保障熔体可以在同一时间流到部件的两侧，浇口的位置选择在部件的中间，以最大程度地缩短浇注熔体流动的距离。本次对汽车座椅的研究上是通过利用有限元软件，采用pp材料，其转换温度为111 ，熔体密度为 0.72828g/cm3，泊松比为 0.392，然后分别使用以下四种不同的工艺方式进行浇注：1、工艺一：熔体的温度等于240，模具表面的温度为40，保压时间为10秒，保压压力为 80%；2、工艺二：熔体的温度等于240，模具表面的

6、温度为20，保压时间为10秒，保压压力为 80%；3、工艺三：熔体的温度等于240，模具表面的温度为40，保压时间为10秒，保压压力为60%；4、工艺四：熔体的温度等于220，模具表面的温度为40，保压时间为10秒，保压压力为80%。在以上工艺的使用中能够明显看出不同的注塑工艺、参数对汽车座椅部件的力学性能的影响有着较大的差别。（三）分析结果对以上结果的观察对比中可以得出，四种工艺在使用中虽然温度变化都在标准的范围以内，但是在工艺一和工艺二的浇注过程中可以看出模具的温度对其有较大影响，表现在模具温度下降，填充的压力不断扩大，这样就会导致达到顶出温度的时间缩短；在工艺一与工艺三的比较中可以看出保

7、压压力对其有较大的影响，主要表现在降低保压压力就会增大翘曲的变形；在工艺一与工艺四的对比中可以看出熔体温度、填充压力对其影响较大，主要表现在会延长达到顶出温度的时间，导致出现变形的可能性大大增加。三、注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响分析（一）熔体温度对注塑件应力的影响较大在注塑工艺的实际操作过程中发现熔体温度越高应力越大，并不利于产品的成型过程，主要是因为较高的熔体温度与模具本身的温度具有一定的落差，使得塑料件表层和芯部冷却不均，从而增大应力。（二）模具温度对注塑件应力的影响较大在注塑工艺的实际操作过程中发现模具温度越低应力越大，并不利于产品的成型过程，主要是因为模具温度过低导致塑料件

8、内外收缩不均产生较大的内应力，从而增大应力。（三）保压压力对注塑件应力的影响不大在注塑工艺的实际操作过程中发现保压压力对注塑件应力的影响不大，但是增大保压压力也能保证了塑料件的致密性，减小应力确保产品的成型过程。结语综上所述，现阶段汽车行业在发展过程中的轻量化发展已经逐渐成为一个新的发展趋势，大量工程塑料的使用使得汽车制造商们对于塑料部件的使用性能也有了较高的重视，注塑成型工艺在针对一些复杂的汽车部件的制造上具有无可比拟的优势。但是在使用过程中需要重视注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响，减少浇注变形的概率，不断提高塑料部件的使用性能并减少制造成本，提高用户满意度的同时也促进了汽车行业的进一步发展。参考文献1彭梅.注塑成型工艺对汽车塑料部件力学性能的影响探讨j.南方农机，2018，49（05）：130+138.2代雷霆，李旭东.注塑成型