束偉軍，盧建生，鄔新橋

（江蘇文光汽車技術(shù)開發(fā)有限公司，江蘇丹陽 212325）

1 引言

目前有兩種不同塑料或者兩種相同類型的、不同顏色的塑料的雙色塑件，已經(jīng)在市場上盛行，并且雙色塑件的外觀更加漂亮，使用更加舒適。雙色塑件是使用兩個注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種的塑料或同一品種但不同顏色的塑料同時或先后注入模具型腔內(nèi)而成型，這種成型方法叫雙色注射成型。

近年來汽車車燈產(chǎn)品運用雙色產(chǎn)品越來越多，尤其是在汽車后尾燈燈罩上使用的非常頻繁。

一般汽車后尾燈燈罩采用的雙色類型有單層雙色和雙層雙色。雙層燈罩一般也稱為覆蓋雙色，其中覆蓋也分全覆蓋和半覆蓋。內(nèi)罩可以按功能的需求設(shè)計造型結(jié)構(gòu)，滿足光線折射角度等需求，外罩可以滿足車身曲面造型的需求，達(dá)到表面光滑整體流暢一致，材質(zhì)選擇都是透明樹脂。注射成型方法根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)一般可分為先注射紅罩或先注射白罩（通常所說的先紅后白或先白后紅）。本文主要介紹的雙層設(shè)計方法，以及該類塑件結(jié)構(gòu)在注射成型過程中遇到的竄色問題以及解決方案。

2 塑件結(jié)構(gòu)分析

2.1 塑件結(jié)構(gòu)分析

燈罩如圖1所示，最大尺寸706.7×95.6×36.5mm。塑件為上下疊層，上層無色透明，下層為紅色，雙色注射成型，第一次注射下層的紅色透明罩，第二次注射上層的無色透明罩，塑件背面為焊接筋結(jié)構(gòu)。

圖1 塑件3D圖

2.2 塑件材料成型特性

塑件采用汽車尾燈罩常用的“亞克力”（PMMA）材料，該材料是目前透光率最高的塑料，質(zhì)輕堅韌，電氣絕緣性能較好。一般用于透明塑件，如窗玻璃、光學(xué)鏡片、燈罩等。最主要一點是它能與常規(guī)的燈殼材料采用熱板焊接方式固定。

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計

該塑件設(shè)計為上下疊層或者叫上下覆蓋結(jié)構(gòu)，一般稱呼為雙色覆蓋模具。由于此類雙色模具的特殊性，該模具紅色燈罩進(jìn)膠的方式采用側(cè)向進(jìn)膠，覆蓋的無色透明部分采用正面針閥點澆口進(jìn)膠。依據(jù)塑件大小和公司注塑設(shè)備尺寸，模具采用1模2腔（左右件）方案進(jìn)行設(shè)計。

根據(jù)塑件尺寸和結(jié)構(gòu)，單澆口進(jìn)膠無法滿足工藝要求，經(jīng)過模流分析第一次注射紅色透明罩，采用2個側(cè)向澆口進(jìn)膠，如圖2所示。第二次注射無色透明罩，采用正面閥針式進(jìn)膠，澆口數(shù)兩個。這樣可以降低注射壓力，確保成型的塑件符合設(shè)計要求。閥針點澆口口面直徑控制在?2.5～?3mm，塑件面上內(nèi)凹0.2～0.3mm。這樣保證針閥澆口處痕跡小，并且不刮手。

圖2 第一、二射進(jìn)澆口方式

3.2 動模、定模設(shè)計思路

總體的設(shè)計方法是先注射下層的紅色透明罩，注射成型完成后開模，因注射后是半成品件，第二次注射才會注射上層的白色透明罩，所以首次開模后塑件不頂出，半成品塑件吸附在動模側(cè)，動模側(cè)整體旋轉(zhuǎn)180°后再合模注射白色透明罩。完成后第二次開模后，此時成品件已完成，動模側(cè)的成品在焊接筋底面扁頂桿的作用下頂出。每次注射后開模都會有一模半成品燈罩及一模成品燈罩產(chǎn)生。動、定模結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 動、定模結(jié)構(gòu)

3.3 動模結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀分析，第一射紅罩塑件上有5個方形孔，在動定模上采用凸臺對碰結(jié)構(gòu)，但要注意對碰面不能放在圓角處，且動模側(cè)要比定模側(cè)高，減少塑件粘定模風(fēng)險需。

塑件長度706.7mm，材料PMMA,單澆口注射塑件難以打足。經(jīng)過分析，采購2個側(cè)向進(jìn)澆口進(jìn)膠保證注射成型工藝符合要求（見圖4）。因塑件外觀要求，第二射塑件無色透明罩側(cè)面不能有進(jìn)膠口，通過分析進(jìn)膠點設(shè)計在表面針閥點澆口進(jìn)膠。上下兩個塑件一般不建議全部采用正面針閥點澆口，主要是防止正面澆口數(shù)量太多導(dǎo)致的外觀效果不良現(xiàn)象。兩個側(cè)面進(jìn)膠口進(jìn)膠和塑件本身結(jié)構(gòu)問題，會在塑件面上形成熔接痕，但是經(jīng)過第二次注射白色透明罩時，在料流的作用下紅色透明罩表面熔接痕會消失看不到。

圖4 第一次注射澆口

第一次注射后，紅色透明燈罩會留著動模側(cè)，然后動模側(cè)利用注塑機(jī)可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)180°，合模后進(jìn)行第二次注射。燈罩塑件與燈殼塑件連接方式采用熱板焊方式固定，所以燈罩焊接筋底面可以采用扁頂桿頂出方式，但須控制焊接筋底面的的痕跡，建議深度控制在0.2mm以內(nèi)。如圖5所示。

圖5 塑件頂出

3.4 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計

本模具為一般的覆蓋雙色模具，但與其他不同的是，該塑件第一次注射的紅色透明罩中間有5個方孔，在注射第二射無色透明塑件時，因為料溫問題在料流動過程中，會導(dǎo)致在料流動同方向的方孔處，紅色塑件會“竄色”現(xiàn)象，這也是該塑件最需關(guān)注地方（見圖6）。

圖6 容易竄色區(qū)域

第二次注射白色透明罩時，因塑件結(jié)構(gòu)導(dǎo)致局部竄色現(xiàn)象是無法避免的也是最重要的一個問題。為解決這一關(guān)鍵問題，通過分析和試驗，最終在第一次注射紅色透明罩的定模部分增加壁厚，增加部分要求順滑過渡，防止突變引起流痕缺陷，且可以保證塑件看不出增加的區(qū)域。對應(yīng)的紅色透明罩區(qū)域地方的減少部分壁厚，如圖7所示。

圖7 定模結(jié)構(gòu)調(diào)整部分

第一次注射紅色透明罩后，第二次注射無色透明罩時因料流方向和溫度的問題，通常會在上下塑件的局部結(jié)合或塑件變化的區(qū)域處產(chǎn)生竄色現(xiàn)象，具體出現(xiàn)的區(qū)域與料流方向有相對的關(guān)系。經(jīng)過分析和改進(jìn)，在第一次注射紅色透明罩局部減少壁厚，第二次注射無色透明罩時將竄色控制的改后的紅色透明罩區(qū)域內(nèi)。這樣在塑件正面既看不到竄色部分，又完美的解決此類問題，如圖8所示。

圖8 局部更改結(jié)構(gòu)

4 模具工作過程

模具合模第一次注射紅色透明罩，熔融材料通過側(cè)向上的2個澆口進(jìn)料，充填塑件的半成品側(cè)的區(qū)域。第一次注射半成品紅色透明罩完成后，動模側(cè)整體旋轉(zhuǎn)180°后合模再次注射，第二次注射無色透明燈罩部分，是通過正面的2個針閥膠口同時進(jìn)膠，完成后無色透明燈罩部分注射完成，即可開模后取出塑件。

成品塑件一般使用機(jī)械手取件，取出成品塑件后，頂出系統(tǒng)通過頂桿板上的彈簧復(fù)位，接著模具合模注射。至此模具的一個工作周期結(jié)束。

5 結(jié)束語

設(shè)計該類覆蓋雙色燈罩塑件前，需要對塑件結(jié)構(gòu)做充分分析，對后續(xù)可能出現(xiàn)的問題做充分的考慮，尤其是此類塑件容易竄色部分的分析和驗證。經(jīng)過生產(chǎn)驗證，該汽車覆蓋后尾燈燈罩雙色注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，塑件符合設(shè)計要求，無任何影響外觀注射工藝缺陷，達(dá)到客戶期望值。