厚透光灯片多次包胶注塑工艺与模具设计

厚透光灯片多次包胶注塑工艺与模具设计

李晶

身份证号码： 42230219820721****

摘要：文章对汽车车灯透光片结构进行分析，进一步研究大厚度注塑件的堆积成型与多次包胶注塑成型技术，依照PMMA材料的基本属性，设计此车灯透光片利用一次注塑、二次包胶的注塑成型技术，并完成注塑模型的设计优化。通过实践证实，多次包胶注塑成型工艺制作而成的厚透光灯片质量效果良好，厚度较大，成型时间比较长，值得生产应用。

关键词：厚透光灯片；包胶注塑工艺；模具设计

现如今，汽车行业发展如火如荼，汽车灯中零部件常用玻璃材质、PMMA，尤其是汽车灯中透光片。然而，车灯中的透光片，由于对其透光性能、尺寸精准度、应用环境等有较高要求，尤其对于大厚度透光片来讲，国内只有少数汽车生产企业拥有此项技术，主要依托于进口。可见，探索厚透光灯片多次包胶注塑工艺和模具设计十分关键。

1. 塑件结构和成型概述

1. 塑件结构概述

汽车车灯透光灯片的厚度达到26.5毫米，重量达到150克，平均厚度约为25毫米，材料缩水概率为5/1000的PMMA^[1]，要求塑件不能存在气泡、留痕、缩水变形，尽量在一套模具注塑成型。

2. 成型概述

基于产品结构进行分析，由于汽车车灯透光灯片厚度约为26.5毫米，利用普通注塑成型往往满足不了质量要求，且注射成型时间相对较长。长时间注塑加热，容易使产品出现变色。根据实践研究发现^[2]，透光片的成型工艺主要包括以下几点：（1）堆积注塑成型技术，主要原理作用是把产品划分为厚度方向的五层，每层厚度约为5毫米，对每一层展开注塑处理，从而达到材料堆积的效果。（2）多次包胶注塑成型技术，主要原理是把产品从内向外展开分层处理，应用注塑料流把前一次的注塑“产品”加以包裹，通过多次“包裹”之后，形成产品塑件。

2. PMMA材料的分析

PMMA也被称作为有机玻璃，有着较高透明度，白光透光率达到92%，应用范围广泛的特点。PMMA材料属性与注塑工艺有以下几点要求：（1）有着良好吸水性能，吸水率处于0.3%-0.4%之间^[3]，注塑过程中应保持0.1%，否则会在塑料熔体表面出现气泡、气纹现象，使透明度降低。在实际运用过程中，会在注塑之前利用温度为80℃-90℃对原材料展开干燥处理。（2）由于PMMA熔体粘度比较大，流动性比较差，熔体粘度对温度变化敏感性较高，原材料熔化温度超过160℃，分解温度达到270℃。在成型期间，主要通过调节注射温度的方式，使熔体粘度发生变化，并在注塑机的选取方面，应用比较深的螺槽、比较大的射嘴孔直径的注塑机。

3. 模具结构设计优化

1. 主诉形成技术分析

1. 浇口设计概括

依照透光片的基本结构与功能要求，不能将浇口直接设计于产品表明，还要在每次注塑过程中，设定一段进胶延伸段，详情见图一。基本作用包括以下几点：（1）主要用于开设浇口；（2）主要用于下一次注射成型固定支撑。进胶延伸段在最后成型之后，利用激光技术，把其切割去除，以便获得透光片产品。

图一：产品胶进胶工艺

2. 包胶成型设计

结合透光片结构和进胶位置的设定情况，在生产期间也是通过一次注塑成型，二次包胶注塑成型，三次冷却固化，从而获得相应模具结构工位模型。在模具中设置3个热流道注射口，主要运作原理是^[4]：每次注胶完成后，模具顶出装置一次，分度装置使“产品”旋转60°，顶出装置缩回，使模具处于闭合状态，展开下一次注塑，如若动模旋转一圈，也就等同于完成一个产品的包胶注塑成型。

2. 浇注系统设定

依照一次注塑成型、二次包胶注塑成型的成型工艺设计方案，选取双炮头注塑机设备，便于对不同注射参数进行优化调整。一次注塑成型和第一次包胶注塑成型形成的产品属于半成产^[5]，此时对注塑条件的要求比较低。但是为了便于模具调试，在流道设计过程中，应用相同浇注系统完成，详情见图二的浇筑系统。此浇筑系统通过注射剂的一号炮头进行注射，第二次包胶注射成型生产的产品作为塑件成品，且对注射条件有较高要求，在流道设计过程中，利用单独浇注系统B形成。模具当中，各个浇注系统均运用针阀式流道喷嘴，以便试模时对各个喷嘴顺序加以管控，确保各个喷嘴按照顺序要求完成有关动作，注射质量合格的产品。

图二：针阀式热射嘴分布图

4. 模具工作具体流程

一个透光片产品的注塑过程主要包括以下几点：（1）首次合模，经过热流道控制系统，将第一次、第二次包胶成型向对的针阀式热喷嘴2、热喷嘴3进行关闭，首次注塑成型针阀式热喷嘴1打开，注塑机实施注塑，完成首次注塑成型，形成第一件半成品Ⅰ。（2）首次开模，旋转顶出推板20促进第一次注塑成型完成件1顶出，同时利用注射机将机构上伺服系统顶出，并带动旋转顶出推板20，转动60°，把件1带动至第一次冷却固化部位。（3）第二次合模，件1在首次冷却固定部位实施冷却固化处理，并经过热流道控制洗脱液，处于原各个热喷嘴的开关状态，注塑机设备实施注塑处理，完成第二件半成品。（4）第二次开模，通过旋转顶出推板20顶出件1、件2，并在伺服控制系统的作用下，旋转顶出推板20，旋转60°，把件2旋转至第一次冷却固化部位，把件1旋转至第一次包胶成型部位。（5）第三次合模，利用热流道控制系统，将热喷嘴1、热喷嘴2启动，注塑机设备实施注塑处理，完成第一次冷却固化后件2，在位于包胶成型部位，形成半成品Ⅱ，此时件2在第一次冷却固化部位已经完成冷却处理，而在第一次注塑成型部位形成第三件半成品Ⅰ。（6）第三次开模，旋转顶出推板20，将件1、件2以及件3顶出，并旋转60°，把件1、件2、件3转到第二次冷却固化部位、第一次包胶成型位置、第一次冷却固化位置。（7）第四次合模，此时热喷嘴1、热喷嘴2持续运作，在第一次注塑成型部位得到第四件半成品Ⅰ，此时件1完成第二次冷却固化、件2完成第一次包胶成型、件3完成第一次冷却固化处理。（8）第四次开模，旋转顶出推板20，将件1、件2、件3、件4顶出，并旋转60°，把件1转到第二次包胶成型部位，件2转到第二次冷却固化部位，件3转到第一次包胶成型部位，件4转到第一次冷却固化部位。（9）第五次合模，利用热流道控制系统，将热喷嘴1、热喷嘴2、热喷嘴3相互打开，注塑机实施注塑。完成第二次冷却固化件1，在第二次包胶成型部位，形成半成品Ⅲ，此时件2处于第二次冷区固化部位完成冷却处理；然而在第一次包胶成型部位完成件3第一次包胶成型处理，形成半成品Ⅱ；件4处于第一次冷却固化位置，完成冷却处理；在第一次注塑成型部位形成第5件半成品Ⅰ。在生产建设过程中，注塑过程反复以上制作过程，即可得出完整的半成品，如图三所示。

图三：注塑流程产品

结束语：

综上所述，分析汽车车灯透光片结构、功能以及材料属性过程中，应用包胶注塑成型的注塑技术，对注塑模浇口、包胶成型于模具当中的试验过程，模具浇筑系统和模具结构展开设计优化，说明透光片注塑成型的基本流程。经实践证实，汽车车灯透光片注塑模具设计符合标准，工艺技术具有良好的可行性，产品质量显著，值得推广应用。

参考文献：

[1] 洪耿松,蒋海东.厚透光灯片多次包胶注塑工艺与模具设计[J].塑料科技,2020,48(3):4.

[2] 周建安.手机背夹电池内盖包胶注射模具设计[J].中国塑料,2019,33(03):101-104.

[3] 徐新华.操控旋钮双色注射成型热流道模具设计[J].中国塑料,2020,318(09):87-92.

[4] 张春彬,范红杰,邹积洋.扫描仪双色手柄注塑模具设计[J].工程塑料应用,2020,48(4):7.

[5] 郝彦琴.体温计外壳双色成型复合抽芯机构三板模具设计[J].中国塑料,2020,034(003):85-92.