用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成型工藝，該工藝是：原材料采用塑料基材添加金屬粉末，注塑模具要求表面質(zhì)量高及熱變形小，模具設(shè)有貼近型腔的隨型水道，以便模具表面溫度均勻，模具澆口使用彎鉤澆口、點(diǎn)澆口及側(cè)交口，模具在注塑過程中，需要控制模具表面的溫度，且采用高壓低速，低壓高速或常壓常速的注塑工藝，使用一個(gè)或多個(gè)澆口，澆口采用針閥式澆口，且需采用順序注塑工藝。本發(fā)明生產(chǎn)的零部件表面沒有流痕和溶解痕，同時(shí)具有良好的金屬光澤，可以用于汽車內(nèi)飾和外飾裝飾零部件。
【專利說明】用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成型工 -+H-

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車零部件制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的 免噴涂金屬光澤注塑成型工藝。 技術(shù)背景
[0002] "低碳環(huán)保，節(jié)能減排"是十二五規(guī)劃的重要議題之一，對于汽車制造商來說，在產(chǎn) 品設(shè)計(jì)階段及制造階段考慮使用綠色環(huán)保材料及綠色環(huán)保工藝，對于提高最終制品的環(huán)保 性具有積極意義。同時(shí)由于汽車產(chǎn)品的競爭日益激烈，產(chǎn)品的價(jià)格逐漸降低，但是客戶的要 求卻在逐漸增加，因此汽車制造廠及零部件供應(yīng)商的成本壓力很大。針對這一現(xiàn)狀，汽車制 造廠及零部件供應(yīng)商積極推出新的解決方案，而免噴涂金屬光澤樹脂的應(yīng)用是汽車主機(jī)廠 及零部件供應(yīng)商提出的環(huán)保、高質(zhì)量與低成本平衡的解決方案之一。
[0003] 汽車內(nèi)飾、外飾裝飾及功能零部件需要亮化處理通常采用塑料基材進(jìn)行噴漆來實(shí) 現(xiàn)。采用噴漆工藝可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)飾零部件高光、亞光等表面效果。對于外飾件，由于受到高溫 及紫外線照射，很多塑料材料很難滿滿足如此苛刻的使用條件，因此在表面噴漆，漆層對塑 料基層起保護(hù)作用，以實(shí)現(xiàn)在高溫及紫外線條件下的使用。但是噴漆工藝存在以下問題，首 先流程復(fù)雜，注塑毛坯件后，需要增加運(yùn)輸，預(yù)處理，涂裝，運(yùn)輸?shù)然经h(huán)節(jié)，部分噴漆工藝 需底漆、面漆、UV固化漆等多道生產(chǎn)工序。其次每個(gè)制件生產(chǎn)產(chǎn)生的缺陷由于已經(jīng)噴涂過 油漆，無法回收再利用，造成環(huán)境污染；再次，油漆中存在大量的有機(jī)溶劑，其中溶劑大多為 苯或甲苯類芳香族溶劑，對操作工人的身體或產(chǎn)生危害，同時(shí)也產(chǎn)生環(huán)境問題。噴漆制件存 在以下問題：噴漆制件在使用過程中如果受到尖銳物品的刮擦?xí)a(chǎn)生表面漆層脫落，露出 底層塑料基材現(xiàn)象影響美觀性；噴漆制件在表面有不可回收的熱固性油漆，從而使制品很 難滿足國家汽車制品強(qiáng)制回收利用法規(guī)要求；最后使用油漆使制件的成本上升一倍甚至兩 倍。
[0004] 隨著材料開發(fā)及模具制造水平的提高，免噴涂工藝逐漸成為汽車內(nèi)飾、外飾亮化 零部件的制備的新趨勢。中國發(fā)明專利CN102942742A申請公開了一種具有高光澤、金屬 或者珠光閃爍效果免噴涂的PP材料及其制備方法，該專利采用金屬鋁粉及珠光粉等效 果顏料，無需噴涂直接獲得了高光澤，金屬噴漆效果及珠光閃爍效果，具有良好外觀，與 噴漆工藝相比節(jié)約了成本，同時(shí)避免了噴漆制品使用過程中的脫漆問題。中國發(fā)明專利 CN102516700A申請公開了一種改善外觀的免噴涂美學(xué)樹脂及其制備方法，該發(fā)明專利首先 將金屬顏料制備成母粒，并使其具有磁性，可以有效果改善鋁粉顏料與塑料基材的親和性， 減輕含鋁顏料樹脂在注塑過程中出現(xiàn)流痕和熔接線，同時(shí)增強(qiáng)了制件的金屬效果。中國發(fā) 明專利CN103172966A申請公開了一種免噴涂閃銀效果ABS樹脂的制備方法。本專利采用 較低剪切性能的高熔指接枝共聚物，在加工過程中不破壞鋁銀粉的包裹層，從而最大限度 的保證了閃銀效果同時(shí)對材料的物理性能沒有影響。制備得到的免噴涂閃銀效果ABS樹脂 制備方法簡單，相對于噴漆工藝易于成型，成品率高。
[0005]目前的這些研究主要集中于免噴涂金屬光澤原材料的開發(fā)及制備，較少涉及免噴 涂金屬光澤制件的制備工藝條件的開發(fā)及模具的開發(fā)。由于免噴涂金屬光澤材料在塑料基 材中加入金屬粉，金屬粉與塑料基材在流動(dòng)過程中的流動(dòng)特性具有較大的不同，因此模具 加熱方式、澆口的方式及尺寸及注射的速度及背壓對制件表面質(zhì)量都有很大的影響。因此 本專利開發(fā)了一種新型用于免噴涂金屬光澤汽車內(nèi)飾、外飾零部件注塑工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在開發(fā)用于制造汽車內(nèi)飾、外飾零部件免噴涂金屬光澤注塑成型工藝及 模具相關(guān)設(shè)計(jì)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：制件時(shí)原材料采用塑料基材 添加金屬粉末，注塑模具設(shè)有貼近型腔的隨型水道，以便模具表面溫度均勻，模具澆口使用 彎鉤澆口、點(diǎn)澆口及側(cè)交口，模具在注塑過程中，對注塑模具進(jìn)行加熱，采用高壓低速，低壓 高速或常壓常速的注塑工藝，對于尺寸較大制品，需使用一個(gè)或多個(gè)澆口，澆口需采用針閥 式澆口，且需采用順序注塑工藝。
[0008] 具體的，對原材料的要求主要有：基材為透明或半透明材料，以便提高制品金屬光 澤；材料的流動(dòng)性要高，以降低壓力降，改善熔接線及留痕；材料的熱穩(wěn)定性要好不易產(chǎn)生 揮發(fā)物。所用的原材料為塑料基材添加金屬粉末。
[0009] 所用的注塑模具要求表面質(zhì)量高及熱變形小，模具設(shè)計(jì)有貼近型腔的隨型水道， 以便模具表面溫度均勻。
[0010] 所用模具的澆口使用彎鉤澆口，點(diǎn)澆口，側(cè)澆口。
[0011] 模具在注塑過程中，通過模溫機(jī)控制模具表面的溫度，精確控制模溫是實(shí)現(xiàn)免噴 涂金屬光澤效果工藝的關(guān)鍵因素之一，目前使用的溫控技術(shù)有以下幾種：
[0012] 1、模溫機(jī)模溫可始終維持在恒定的溫度，優(yōu)點(diǎn)是成本低，使用方便，但是在模具設(shè) 計(jì)過程中需要考慮熔接線的處理，同時(shí)對材料的流動(dòng)性也要求較高。
[0013] 2、熱的模具急冷急熱技術(shù)：該技術(shù)是較早使用的制備高光無痕的制備技術(shù)，其工 藝原理是：在合模及合模過程中對模具進(jìn)行蒸汽加溫，合模完成后，溫度達(dá)到設(shè)定條件即可 進(jìn)行注射；注射過程中模具繼續(xù)維持高溫，這樣可使塑料在沖模過程中保持良好的流動(dòng)性； 注射完成，在保壓冷卻時(shí)，用低溫水對模具進(jìn)行降溫處理，以便縮短制品的冷卻時(shí)間，提高 生產(chǎn)效率。該工藝需要鍋爐快速產(chǎn)生足夠量的蒸汽，并能夠和注塑機(jī)信號互鎖，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控 制，另外要求材料耐熱及相容性好。采用該技術(shù)模溫機(jī)可以達(dá)到很高的溫度，可以緩解或消 除熔接線問題。
[0014] 3、電加熱技術(shù)：這一技術(shù)以韓國DANA公司的E-MOLD(Elctrity-OLD)系統(tǒng)為代 表，可實(shí)現(xiàn)超高模具溫度控制，是快速加熱冷卻成型技術(shù)的最新進(jìn)展。該技術(shù)利用電加熱在 短時(shí)間內(nèi)把模具的表面溫度加熱到很高，然后再幾十秒內(nèi)又能把溫度下降到50下，從而幫 助注塑成型順利完成。E-MOLD技術(shù)使用方便，有控制器控制模溫，利用冷水來進(jìn)行模具冷 卻。當(dāng)模具去制品是，模芯開始加熱。加熱區(qū)域的溫度并不是始終如一，而是根據(jù)澆口等的 位置設(shè)計(jì)來決定。當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)加熱完成，同時(shí)射膠注塑開始，通過瞬間加熱，升高模溫使 得射膠時(shí)溶膠的流動(dòng)性大大提高，樹脂的流動(dòng)性提高，壓力降就會(huì)減少，使得產(chǎn)品不已出現(xiàn) 冷料而導(dǎo)致表面出現(xiàn)熔接線、流痕等缺陷，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0015] 4、模溫控制技術(shù)：包括高頻電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)、紅外輻射加熱系統(tǒng)以及高壓水溫 計(jì)在內(nèi)的模溫控制技術(shù)也在應(yīng)用于免噴涂金屬光澤注塑工藝中。他們雖然加熱方式不同， 但控制原理大同小異，并各有優(yōu)缺點(diǎn)。
[0016] 為了制備表面質(zhì)量良好的免噴漆金屬光澤汽車內(nèi)飾、外飾零部件，注塑過程中模 具的溫度需維持在30?200°C，一般推薦溫度為50?180°C，最好維持在60?160°C。
[0017]為了制備表面質(zhì)量良好的免噴涂金屬光澤汽車內(nèi)飾、外飾零部件在制備過程中的 注塑速度通常選擇為1%- 90%，注射速度一般推薦為2 %- 80%，注射速度最好選擇為 3%- 75%。
[0018]為了制備表面質(zhì)量良好的免噴涂金屬光澤汽車內(nèi)飾、外飾零部件在制備過程中 的注塑壓力通常選擇為2-15bar，注射壓力一般推薦為3-12bar，注射壓力最好選擇為 5-10bar〇
[0019] 為了制備表面質(zhì)量良好的免噴涂金屬光澤汽車內(nèi)飾、外飾零部件，如果產(chǎn)品尺寸 較大，需要采用兩個(gè)及兩個(gè)以上澆口，澆口需采用針閥式澆口，且在注塑過程中采用順序注 塑工藝。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 本發(fā)明生產(chǎn)的零部件表面沒有流痕和溶解痕，同時(shí)具有良好的金屬光澤，可以用 于汽車內(nèi)飾和外飾裝飾零部件。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1 :
[0023] 原材料使用ABS基材金屬色材料，模具澆口采用彎鉤澆口，模具材質(zhì)使用易拋光， 熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用普通 模溫機(jī)控制模具溫度為60°C，冷卻水溫度為25°C，注塑過程中，注射速度為30%，背壓為 12bar〇
[0024] 實(shí)施例2:
[0025] 原材料使用PC/ABS基材金屬色材料，模具澆口采用點(diǎn)澆口，模具材質(zhì)使用易拋 光，熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用 高壓水溫機(jī)控制模具溫度為l〇〇°C，注塑過程中，注射速度為30%，背壓為8bar。
[0026] 實(shí)施例3:
[0027] 原材料使用P0M基材金屬色材料，模具澆口采用搭接澆口，模具材質(zhì)使用易拋光， 熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用高壓 水蒸氣控制模具溫度為120°C，注塑過程中，注射速度為30%，背壓為8bar。
[0028] 實(shí)施例4:
[0029] 原材料使用PA10基材金屬色材料，模具澆口采用搭接澆口，模具材質(zhì)使用易拋 光，熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用 E-mold控制模具溫度為180°C，注塑過程中，注射速度為40%，背壓為6bar。
[0030] 實(shí)施例5:
[0031] 原材料使用PA66基材金屬色材料，模具澆口采用彎鉤澆口，模具材質(zhì)使用易拋 光，熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用 E-mold控制模具溫度為180°C，注塑過程中，注射速度為20%，背壓為15bar。
[0032] 實(shí)施例6 :
[0033] 原材料使用PP基材金屬色材料，模具澆口采用搭接澆口，模具材質(zhì)使用易拋光， 熱變形小的不銹鋼，模具表面布置貼近型腔的隨型水道，在注塑過程中，模具的溫度用高壓 水蒸氣控制，模具溫度為ll〇°C，注塑過程中，第一段注射速度為10%，其余段注射速度為 30%，背壓為lObar。
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成型工藝，該工藝是：制件 時(shí)原材料采用塑料基材添加金屬粉末，注塑模具設(shè)有貼近型腔的隨型水道，以便模具表面 溫度均勻，模具澆口使用彎鉤澆口、點(diǎn)澆口及側(cè)交口，注塑模具在注塑過程中，注塑模具的 溫度為30?200°C，注塑過程采用高壓低速，低壓高速或常壓常速的注塑工藝，采用一個(gè)或 多個(gè)澆口，澆口為針閥式澆口，采用順序注塑工藝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑過程中注塑模具的溫度為50?180°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑過程中注塑模具的溫度為60?160°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑速度為1 % - 90%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑速度為為2% - 80%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑速度為3 % - 75%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑壓力為2-15bar。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑壓力為3-12bar。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車內(nèi)飾和外飾零部件的免噴涂金屬光澤注塑成 型工藝，其特征在于：注塑壓力為5-10bar。
【文檔編號】B29C45/77GK104441401SQ201410620477
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】孫軍, 于善平, 李志峰, 張繼堂, 于騰龍, 王守軍, 唐永亮 申請人:長春富維—江森自控汽車飾件系統(tǒng)有限公司