淺談汽車外飾塑料件設計缺陷

張坤磊

摘 要：隨著汽車工業的不斷發展，汽車外飾塑料件作為重要的搭配組件開始廣泛使用。然而，在汽車外飾塑料件的設計和制造過程中，由于原材料、工藝和設計等方面的限制，易出現一些缺陷，如開裂、變形、色差等問題，影響汽車外觀和品質，甚至可能危及駕乘者的安全。因此，如何解決或減少汽車外飾塑料件的設計缺陷，提高塑料件生產質量成為了汽車工業面臨的重要課題之一。文章旨在分析汽車外飾塑料件的設計缺陷產生的原因，并提出相應的解決對策。通過深入探討塑料件缺陷的成因和解決方法，為提高汽車外飾塑料件的制造水平，保障駕乘者的安全和乘車體驗提供一定的參考。

關鍵詞：汽車外飾 塑料件 設計缺陷 原因 對策

1 引言

隨著汽車行業的發展，汽車外飾塑料件越來越多地應用于汽車設計和生產中。然而，由于材料、工藝、設計等方面的原因，這些塑料件在生產和使用過程中往往會出現一些缺陷，影響汽車的外觀、安全和使用壽命。因此，如何解決這些缺陷成為了汽車設計和制造的重要課題之一。本文旨在探討汽車外飾塑料件設計缺陷的原因和解決方案，以期為相關行業提供參考。

2 用于汽車外飾塑料件的設計要求

汽車外飾塑料件作為汽車中的一部分，它不僅僅是起到了美化車身的作用，同時也承擔著保護車身結構的重要職責。為了確保汽車外飾塑料件的安全性和質量，汽車外飾塑料件的設計需要考慮以下幾個方面：1.強度與剛度汽車外飾塑料件需要具有足夠的強度和剛度以承受汽車行駛過程中的外部振動和沖擊力。厚度、材質、形狀等因素都會影響外飾塑料件的強度和剛度。因此，設計者需要綜合考慮這些因素來確保外飾塑料件的質量。2.耐波動性汽車外飾塑料件需要具備一定的耐波動性，以承受車輛在行駛過程中的各種阻力和振動。尤其是在高速行駛時，必須確保外飾塑料件不會開裂、脫落等不良現象出現，能夠保障駕駛安全。3.耐高溫性和耐低溫性汽車行進過程中，外飾塑料件會經歷高溫和低溫的環境，如何保證在極端溫度下塑料件不會出現變形等安全問題尤為關鍵。在設計外飾塑料件時，需要選擇耐溫性好的材料，并采用合適的加工工藝，以保證高溫和低溫下的使用性能。4.耐紫外線照射汽車在使用過程中，外飾塑料件常因長時間受到陽光的照射而失去美觀和導致老化。此時需要選擇耐紫外線照射的材料和有效的維護措施，以延長外飾塑料件的使用壽命。5.色澤、光滑度和美觀度汽車外飾塑料件不僅需要具備結構強度和整潔美觀的外觀，還需要與整車外觀相匹配，并且造型具備時尚感和科技感，以體現品牌和車型的特色。6.方便可靠的安裝和拆卸為了方便汽車生產和維護作業，外飾塑料件的設計還需要考慮安裝和拆卸的方便性和可靠性。設計者需要通過綜合考慮外飾塑料件的形狀、材料和加工工藝等不同因素，以最優的方案來解決該問題。綜上所述，汽車外飾塑料件的設計需要綜合考慮多個因素，包括強度和剛度，耐波動性，耐溫性，耐紫外線照射，色澤、光滑度和美觀度，以及方便可靠的安裝和拆卸等方面，來確保其質量和安全性。

3 汽車外飾塑料件缺陷原因

3.1 脫模不良

汽車外飾塑料件在生產過程中，由于脫模和加工等因素的影響，很容易導致外飾塑料件的缺陷，如氣泡、縮孔、流痕等問題。其中，脫模不良是導致缺陷的一個重要因素。具體表現為：塑料件與模具表面黏附力過強，造成脫模時，塑料件表面受損，出現明顯的缺陷。脫模不良既會影響外飾塑料件的美觀度，也會降低其物理性能和安全性，甚至導致塑料件失效。引起汽車外飾塑料件脫模不良的因素較多，一般包括以下幾方面：1.模具表面質量不良，表面光滑度不夠，或者表面粘著物殘留過多。2.塑料料溫度過高或過低，模具溫度不合適。3.模具尺寸和幾何形狀設計不合理，或者模具加工精度不夠導致局部缺陷。4.開模速度過快，模具和零件之間的表面摩擦力過大，無法完全脫離模具表面。

3.2 填充不足

汽車外飾塑料件填充不足是一種常見的缺陷，通常表現為表面凹陷、塑料件中間有氣泡等問題。這種情況通常是由于模具內填充塑料量不足或填充壓力不夠等因素導致的。填充不足會導致塑料件部分區域的密度較低，從而影響力學性能和安全性，并且影響外觀，降低產品質量。汽車外飾塑料件填充不足的表現通常有以下幾種情況：1.表面凹陷：如果塑料件的表面出現凹陷或者不規則的形狀，這很可能是由于填充不足造成的，意味著相應的區域沒有得到充分的填充而形成了一個空洞。2.外表面的結構不完整：如果塑料件的表面出現了斷裂、裂縫、氣泡等問題，這說明塑料件的結構沒有得到充分的支撐和填充。3.不可預知的強度下降：填充不足會導致塑料件潛在的機械強度下降，這會在使用中造成可靠性問題和不安全問題，必須通過測試和檢查來發現和驗證。4.顏色或紋理的不匹配：填充不足會導致塑料件某些區域的顏色或紋理與其他區域不匹配，這較易被人發現，對塑料件的外觀質量有重要影響。 因此，在汽車外飾塑料件生產和檢測過程中，必須充分注意填充問題可能導致的缺陷，要及時發現問題，采取相應的措施解決。

3.3 熔接痕

熔接痕是指在汽車外飾塑料件的生產過程中，由于壓力和溫度等條件不合適，兩個或多個塑料件的接觸處未完全融合形成的留下的缺陷。熔接痕和熔接線的存在會影響塑料制品的結構強度，甚至會讓其損壞，形成的表面缺陷通常是凹痕，這種缺陷可能引起塑料件的不良外觀，和力學性能降低等問題。熔接痕通常表現為塑料件表面凹陷、刮痕和色差等。熔接痕產生的原因有很多，具體包括：1.塑料料溫度和熔體溫度不一致，或過高或過低的熔體流速引起的兩個塑料件的未融合缺陷。2.熔體流動不均勻引起的填充不足，從而在多個相交點處形成未融合的區域。3.模具表面不平整或填充不充分引發的未融合缺陷。

3.4 收縮痕

收縮痕是指在汽車外飾塑料件的生產過程中，由于充填和冷卻速度不均勻，或者由于聚合物流動性差，導致塑料件表面或內側出現缺陷。這種缺陷通常表現為塑料件表面或內側出現凹陷、注射孔膨起、重復性缺陷等問題，會對塑料件的外觀和力學性能造成影響。收縮痕產生的原因可以歸納如下：1.塑料料的收縮率不一致，從而導致不同部位塑料件收縮程度不一致。2.塑料件形狀、大小和壁厚不同，導致收縮率不同。3.模具設計不合理或加工不精確，導致模具及塑料件不均勻收縮。

4 汽車外飾注塑件規避設計意見和金建議

4.1 合理選擇材料

在汽車外飾注塑件的設計過程中，材料的選擇是至關重要的。合理地選擇材料可以減少注塑件的設計缺陷和缺點，提高注塑件的品質和性能。下面是選擇合適材料的建議：1.材料的物理特性：選擇合適的韌性和硬度，能夠提供足夠的堅固性和耐用性。2.材料的化學特性：選擇與工作環境相適應的耐腐蝕、耐熱和耐候性等特性的材料。根據材料的工作環境和要求，如果有加入UV穩定劑，防腐劑或者AOM穩定劑等，能夠延長注塑件的使用壽命。3.材料的加工性能：選擇容易加工和成形的材料，可以保證注塑件的密實性和重復性，同時降低注塑件生產成本和時間成本。4.材料的成本：材料的成本也需要考慮到設計的成本，需要在多種要求下進行合理的取舍以節約生產和設計成本。5.材料可持續性：在選擇材料時，需要考慮是否對環境造成負面影響，選擇更加可持續的材料，例如可降解塑料等。在注塑件的設計中，需要根據注塑件的特性、工作要求和環境要求，全面理解材料的特性和使用范圍，根據需要制定合理的材料選型方案，從而保證注塑件的高品質、高可靠性和安全性。

4.2 科學設計脫模角度

科學的設計脫模角度可以規避汽車外飾注塑件的設計缺陷，主要是為了保證模具中塑料件從模具中順利脫模。脫模角度有利于縮短注塑生產周期的同時，防止塑料件損壞從而保證復雜注塑件的質量。以下是關于設計脫模角度的建議：1.根據注塑件材料的性質，合理確定脫模角度。通常情況下，脫模角度角度范圍在1-2度間，有些材料甚至需要更多的脫模角度。2.考慮注塑件的形狀和尺寸，注塑件越大、越厚，脫模難度越大，需要相應增加脫模角度。3.設計脫模角度時，需要考慮模具的制造和組裝工藝，以便確保生產效率和質量，并確定合理的脫模方向和位置。4.脫模角度應與塑料件表面平行或略有傾斜，以確保注塑件表面的光滑度和品質，確保退模件不會損壞或變形。5.避免設置尖銳的轉角，加大圓角半徑，以減小出料口處的應力和套筒表面的劃痕。6.對于具有復雜幾何和細節表面的注塑件，需要在設計中考慮較大的脫模角度和設計語言，以避免功能和外觀上的缺陷?？茖W的設計脫模角度可以規避汽車外飾注塑件設計缺陷，確保注塑件的高質量，同時提高注塑生產效率，降低成本，減少生產風險和耗時及不良的注塑版本。

4.3 科學設計壁厚

在汽車外飾注塑件的設計過程中，科學設計壁厚可以規避一系列注塑件設計缺陷，如減弱因變型比、異常收縮等而形成的明顯凹陷及缺陷等。正確的壁厚設計可以增加注塑件的剛性和強度，同時減輕整個注塑件的重量，提高注塑件的性能和品質。以下是關于正確設計壁厚的建議：1.在滿足注塑件要求的強度、外觀等方面，將壁厚最小化。2.在塑件的運用環境下，適當增加壁厚以提高注塑件的剛性、強度、耐用性和耐腐蝕性。3.注塑件帶有很多孔或支撐區時，壁厚應當增加以保證注塑件的穩定性和尺寸精度。4.選擇合適的注射和材料技術以確保整個注塑件的壁厚均勻，避免因壁厚不均勻而導致的局部缺陷。5.對于大型注塑件或表面過于鋒利的注塑件，應適當增加壁厚以加強注塑件的剛性和強度。6.設計壁厚時，應考慮到注塑件的制造成本，同時在不影響注塑件質量和強度的前提下，采用最節約成本的壁厚設計。7.避免過度厚度和過度薄的設計，過于薄壁厚的注塑件會增加成本因為可能需要添加結構物來強化。過厚的壁厚又可能增大結構中的應力引起變形等缺陷?？茖W的壁厚設計可以規避汽車外飾注塑件的設計缺陷，從而提高注塑件的品質和性能，降低生產和制造成本。注塑設計師必須深入了解其注塑工藝中的材料、生產條件和使用要求等方面，從而確保正確設計注塑件壁厚。

4.4 正確處理熔接痕

熔接痕是一種常見的汽車外飾注塑件設計缺陷，通常由于注塑件結構設計不當或加工工藝不當引起。它是指在注塑件表面留下的由于周圍注塑物料的熔化而形成的痕跡。正確的處理熔接痕可以規避汽車外飾注塑件的設計缺陷，從而提高注塑件的外觀和品質。以下是關于正確處理熔接痕的建議：1.優化注塑機的操作，避免太快的注料速度，選擇適當的注塑機設定參數，以確保均勻注塑2.優化注塑件結構設計，優化注塑件的注塑位置和注塑件的幾何參數，降低注塑件運動路徑中出現的接縫，從而減小熔接痕的出現。3.改善注塑件結構設計，避免注塑件的結構過于復雜或具有極高的剛性，因為過于高的剛性會使注射物料浮現，降低制造過程中的崩塌，減少熔接痕的產生。4.優化注塑機的溫度和壓力設定，控制注射參數和處理參數，以確保注射時溫度匹配，也為減少熔焊痕提供更為可靠的保證。5.使用更高質量的原材料，以及運用現代化和先進的技術，包括優化熔合條件和使用盡可能少的添加劑，可以避免過多添加劑衍生的熔焊痕。6.在最終注塑件的表面涂層或拋光處理過程中，需要適當處理熔焊痕?？梢圆捎帽砻鎾伖?、研磨或表面涂層等方式，進一步提高注塑件的外觀和品質。7.通過使用注塑仿真軟件，在設計階段優化注塑件和模具設計，預測注塑制造過程中的熔焊痕等缺陷，以減少注塑件本身設計產生的熔焊缺陷。這些處理方法可以改善汽車外飾注塑件的設計缺陷，減少熔焊痕的產生，并提高注塑件的外觀和品質。此外，進行可靠細致的模具、注塑件和生產工藝的檢查和評估，也可以避免在注塑件制造中常見的熔焊缺陷。

4.5 正確處理收縮痕

收縮痕也是一種常見的汽車外飾注塑件設計缺陷，通常于注塑件結構設計不當或加工工藝不當引起。它是指在注塑件表面留下的由于材料收縮而形成的半圓形痕跡。正確的處理收縮痕可以規避汽車外飾注塑件設計缺陷，從而提高注塑件的外觀和品質。以下是關于正確處理收縮痕的建議：1.增加模具溫度，使注塑件迅速冷卻或凝固，并控制溫度分布均勻，以減少收縮。2.優化注塑件結構設計，減少收縮痕的出現，盡量減少注射路徑和射點。3.改進注塑機操作、調整注塑機設定參數，使注射過程更均勻。4.優化注塑件的材料選擇，選用更具耐熱性能和收縮性能的原材料或注塑料。5.優化注塑機的壓力設定和溫度控制系統，確保注塑過程中的溫度和壓力穩定。6.在注塑完成后，對注塑件進行吹氣冷卻、浸入冷水等后處理，促進注件迅速冷卻凝固，以減少收縮痕的出現。7在注塑過程中，通過增加射膠壓力或采用多孔結構等方法，可以盡量避免注射過程中的氣泡，以減少因氣泡形成的收縮痕。8.使用注射仿真軟件提前對注塑過程進行模擬，預測注塑過程中可能出現的收縮情況，進一步優化注塑件的結構設計和注塑工藝。

5 總結

綜上所述，在中國加入世界貿易組織（WTO）的背景下，國內汽車塑料零件制造商將不可避免地面臨外國對手的挑戰。學習先進的設計方法和理念可以提升塑料件制造和研發，上述處理方法可以改善汽車外飾注塑件的設計缺陷，并提高注塑件的外觀和品質。

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