汽車內(nèi)外飾雙色注塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用

汽車內(nèi)外飾雙色注塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用【摘要】汽車內(nèi)外飾產(chǎn)品設(shè)計中，采用雙色注塑結(jié)構(gòu)設(shè)計，兼具性能要求和視覺美觀。采用雙色注塑結(jié)構(gòu)設(shè)計了某款汽車前風(fēng)窗玻璃裝飾條，其本體骨架采用熱塑性塑料ASA，兩側(cè)軟膠采用熱塑性彈性體TPU，整個產(chǎn)品通過二次注塑熔融方法將兩種材料聯(lián)結(jié)成型。該設(shè)計提高了注塑成型的生產(chǎn)效率，保證了產(chǎn)品的外觀一致性，滿足了產(chǎn)品裝配要求，簡單可靠；滿足了產(chǎn)品功能要求，美觀、導(dǎo)水、降噪?！娟P(guān)鍵詞】內(nèi)外飾品；熱塑性塑料；熱塑性彈性體；雙色注塑；斷面聯(lián)結(jié)引言目前汽車塑料化設(shè)計、輕量化程度已經(jīng)成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，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(chǎn)品設(shè)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[1]。而在生產(chǎn)汽車用工程塑料產(chǎn)品的方法中，塑料雙色注塑成型技術(shù)作為一種成熟的注塑成型方法，其生產(chǎn)的產(chǎn)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(shù)[2]，而且隨著技術(shù)的發(fā)展需要，現(xiàn)在及將來雙色注塑產(chǎn)品設(shè)計將是汽車內(nèi)外飾品的發(fā)展方向。因此在汽車內(nèi)外飾產(chǎn)品設(shè)計中，對具有不同材質(zhì)要求的部件，雙色注塑結(jié)構(gòu)是其最適宜的設(shè)計方法。本設(shè)計采用雙色注塑技術(shù)設(shè)計了一種汽車前風(fēng)窗玻璃裝飾條，針對現(xiàn)有生產(chǎn)和裝配工藝，效率低、合格率低的問題，新的設(shè)計從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、聯(lián)結(jié)斷面設(shè)計、模具設(shè)計到生產(chǎn)注塑成型工藝都進(jìn)行了深入的探究，設(shè)計的產(chǎn)品具有質(zhì)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(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低了工業(yè)化生產(chǎn)的成本。1產(chǎn)品設(shè)計1.1設(shè)計流程現(xiàn)有的汽車前風(fēng)窗玻璃裝飾條產(chǎn)品，在生產(chǎn)時將本體骨架和擠塑成型兩側(cè)的軟膠分別通過注塑成型的方法生產(chǎn)出來，然后再人工采用定位工裝將軟膠粘接在本體兩側(cè)，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不高，無法滿足批量化生產(chǎn)的需要[3]。參考成熟的雙色注塑成型技術(shù)[3，4]，若將本體骨架與玻璃側(cè)軟膠和鈑金側(cè)軟膠通過雙色注塑成型的方法整體生產(chǎn)出來，將會顯著提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。整個設(shè)計和制作工藝流程如下及圖1所示。（1）技術(shù)交流主要進(jìn)行了設(shè)計構(gòu)想，成型工藝構(gòu)想，最終確認(rèn)了目標(biāo)設(shè)定、開發(fā)的必要性和可行性、確認(rèn)了造型的輸入。（2）方案設(shè)計、分析評審、結(jié)構(gòu)設(shè)計評審。（3）快速樣件的數(shù)據(jù)凍結(jié)、制作、試裝、驗證（4）快速件驗證反饋，在這一階段由產(chǎn)品設(shè)計部門、質(zhì)量檢測部門、項目開發(fā)部門、對試裝進(jìn)行評估，對存在的問題進(jìn)行分析，出具更改優(yōu)化方案，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、完善。（5）模具制作、工裝檢具的制作（6）小批量工裝件試裝，路試，對產(chǎn)品的綜合性能進(jìn)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(yù)估的缺陷進(jìn)行驗證（7）小批量生產(chǎn)供貨，項目管控、固化工藝、固化流程，項目審驗，量產(chǎn)準(zhǔn)備。（8）量產(chǎn)供貨1.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)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(fēng)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(jié)構(gòu)描述即本體骨架通過第一軟膠與前風(fēng)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(fēng)窗玻璃經(jīng)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。圖1產(chǎn)品使用狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)本設(shè)計的特點在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)強度，保證了穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，保證了外觀品質(zhì)。根據(jù)圖2產(chǎn)品使用狀態(tài)的剖面結(jié)構(gòu)可以看出，本體骨架上側(cè)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(jié)構(gòu)強度的臺階部，而所述本體骨架的下側(cè)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(shè)計的具體細(xì)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(jié)構(gòu)，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。圖2連接部細(xì)節(jié)2材料選擇及生產(chǎn)方案為保證雙色注塑產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量同時將產(chǎn)品的費用控制在合理的范圍內(nèi)，本設(shè)計從材料的選擇方面層層把關(guān)，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(zhì)量輕、比強度高、電絕緣性好、化學(xué)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(chǎn)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[5]。從以上的優(yōu)點分析，這兩種材料的選擇符合產(chǎn)品設(shè)計的要求。根據(jù)圖2所示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行模具設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)后模是采用的是兩側(cè)滑塊和中間插板式封刀片結(jié)構(gòu).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(shè)備采用的是600T雙色注塑機(jī)，注塑過程：主噴嘴完成本體材料ASA的注塑后，兩側(cè)滑塊和中間的插板同時完成各自的動作后，注塑機(jī)的副噴嘴注射軟膠TPO，經(jīng)過冷卻、保壓、開模、頂出，一個完整的注塑周期，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。3結(jié)論及展望本設(shè)計采用雙色注塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用雙色注塑成型技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，得到的產(chǎn)品具有質(zhì)量穩(wěn)定、外觀品質(zhì)優(yōu)良的優(yōu)點。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比較，本設(shè)計注塑生產(chǎn)的產(chǎn)品克服了以往產(chǎn)品連接強度不高，在密封、降噪及美觀性方面不足的缺點，同時與傳統(tǒng)產(chǎn)品裝配時的難易程度相比較，新產(chǎn)品裝配于汽車前風(fēng)窗玻璃的操作更為簡單，可以大幅節(jié)約人力資源、提高工業(yè)化生產(chǎn)效率。綜合來講，本次新型汽車前風(fēng)窗玻璃裝飾條的設(shè)計較傳統(tǒng)產(chǎn)品性能優(yōu)異，后續(xù)該技術(shù)將應(yīng)用與其它車型的研發(fā)，根據(jù)不同的性能要求、外觀需求，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍。參