浅谈汽车外饰塑料件设计缺陷

赵超越

长春一汽富晟李尔汽车座椅系统有限公司  吉林长春  130013

摘要：对于汽车造型的设计，多样式的设计方案能够为设计汽车外观提供可靠的指引。汽车造型风格涉及汽车的性能、市场美学、材料应用以及人体工学等方面的内容。强化汽车外饰塑料零件的设计能够保障汽车造型设计效果。鉴于此，本文立足于汽车外饰塑料件的概述，围绕塑料件的设计缺陷以及应对措施展开如下探讨。

关键词：汽车；外饰；造型设计；塑料件

1.汽车外饰塑料件概述

通常情况下，现代轿车外饰件加工通常用到的是注塑加工工艺，在此基础上进行皮纹处理或者喷漆。为确保喷漆件与车身和漆面质量一致，就需要在材料选择方面考虑到喷漆系统，比如，备煤车身油漆主要用到的是高温烘烤系统，对于外饰件材料的选择，要用到能够耐高温烘烤的原料；在选择皮纹件的时候，要重点考虑原料的性能和颜色，查看其是否满足要求。当前常用的外饰材料主要有PP、ABS、ASA、POM、PA、PC以及PE等，每个零件对材料的使用不同，以下针对具体零件系统介绍材料的选择以及实际应用情况[1]。

2.汽车外饰塑料件的特点与要求

2.1气动性

对于汽车外饰件的设计，要将空气动力学性能作为一项关键考量指标，要想进一步提升汽车外饰件的气动性能，就需要关注以下内容：（1）气动饰件数量增加。随着科学技术水平的不断提升，导流板、隐藏式门把手、气帘以及Air Breather 等气动饰件将逐渐被用在量产车型上。（2）外饰件的结构/造型设计将更关注空气动力学[2]。外饰件结构的设计需要考虑到空气流动性能，比如，扁平化/小型化的后视镜等这类结构复杂但是具有降低风阻效果的底护板和气坝的设计。

2.2装饰性

Panoz 与 Feynlab 合作将一种记忆聚合物涂层应用于油漆中，这种材料的使用能够在受热时恢复原始结构，从而将表面划痕除去。这种涂层通常用来处理漩涡痕迹或者轻微划痕。车漆自修复技术用到的是一种特殊的涂层保护剂，这种密度较高的透明合成树脂，将其以网状结构涂在汽车油漆外层，能够增强汽车表层抗划伤能力，即便出现划痕，基于超强的网状树脂也能够快速修复划痕。福特公司与德国巴斯夫公司合作研制了一种在黑漆表面涂透明特殊漆能够使反射光大放异彩的新技术，并推出了变色车[3]。变色龙特效涂装工艺是基于多层特殊汽车漆使汽车向不同角度反射不同颜色的光，这样一来汽车就能够从不同角度呈现出不同的色彩。随着技术的日趋成熟，变色龙涂漆以及自修复油漆等处理技术将在未来汽车发展过程中得到全面推广应用。

2.3集成化

随着汽车产业链外饰件集成度的不断提升，模块化集成设计和供货将成为汽车行业的未来发展趋势。基于模块化发展，汽车外饰件的造型也更加整齐规范，汽车外饰浑然一体的设计成为必然发展趋势。随着越来越多新材料以及新技术的出现，汽车前端骨架可集成的部件数量逐渐增加，在前端骨架上逐步集成机盖锁、散热器、格栅以及防撞梁等部件，能够进一步完善前端骨架结构和功能。汽车外饰的集成除了体现在结构方面外，同时在产品性能和功能上也实现了集成，随着技术水平的进一步发展，汽车外饰件在发挥装饰功能的同时，还能够加速透波外饰件的发展[4]。在新能源全面推广普及的前提下，发光主标和发光格栅等外饰件在量产车型中得到了很好的应用，为透光外饰件的发展奠定了良好的基础。

3.汽车外饰塑料件设计缺陷与应对措施

3.1充填时间

对于汽车塑料外饰件的制造，填充时间和生产效率息息相关，二者之间是正比例关系，要想缩短时间，就需要适当提升温度，加速塑料熔体的降解，但是，这种做法会对塑料制品的性能产生不利影响。对此，就需要通过合理设置熔化温度来提升生产效率，在保障材料质量的前提下加快填充速度。

3.2熔体前沿温度

在聚合物到达孔附近某个点时的初始温度也就是预熔温度，这种情况通常出现在制造过程中的某个时刻，同时也有可能出现在整个制造环节，对于薄部件温度太低的情况，就会出现短射或者无效流动情况。而对于零件比较厚的部位，温度太高，随着材料温度的降低，便会出现翘曲和裂纹这类表面缺陷。

3.3塑料件表面温度

塑料件的表面温度也就是在模制过程中塑料件的空腔和表面的平均温度，可确定塑料组件表面上的低温点和高温点。该结果会影响翘曲，而且当塑料部件表面温度比较高的时候，将冷却管降低到表面温度，便能够再降低翘曲程度。通常情况下，如果最高混合度为 86.66℃，最低温度则为29.94℃。通常情况下，保险杠的侧面温度较低，表面温度分布相同。主要是因为侧面上分布着冷却管回路，而且侧面的冷却效果良好[5]。但是，为避免温度分布不均而导致缺陷产生，必要的时候还需要控制整个扇区温度，确保温度分布相同。所以，只有将冷却剂管从保险杠周边彻底移除，才能够使整个部件温度分布均匀，从而获取良好的冷却效果。

3.4熔接痕和熔接线

在填充环节，一旦处理不当就会形成熔接线和熔接痕，进而影响塑料制品的强度，甚至会使塑料制品受损。为了能够精准预测孔附近的熔接线，就需要做好精准插入。具体而言，在塑料外饰制造环节，要增加壁厚，将注射力平稳传送至熔融树脂前端，这样一来通过增加熔体压力，就能够减少熔接线和熔接痕。在模具设计环节，要改善浇口系统设计，通过修改浇口尽可能减小流道尺寸，以便能够通过摩擦生热为模具成型定良好的基础。前两个阶段会提升模具温度，使模具更好地粘结起来。由于保险杠结构必须对称，而且要求熔接痕必须居中，所以，一旦塑料部件结构发生变化，要想通过增加保险杠的厚度来保证塑料部件的质量，就需要用到多种材料，这种方法将会增加材料制造成本。在确定材料流动性的基础上，只需控制塑料件的模型，就能够尽可能避免模具高温引起的缺陷。

3.5气泡

气泡出现在塑料熔体和模具或者车辆结合的时候，是在塑料内侧或者内部表面形成的气泡。这种现象的产生会使塑料零件出现霉菌以及黑点等缺陷。由于塑料件是在高温或者高压环境下产生的，塑料零件形成过程中会发生燃烧，进而出现黑点。主要是因为脱模熔体压力不能够将气体所占空间完全填充。气泡在塑料零件上也会造成表面缺陷，对此，要尽可能减少塑料件气泡的产生，以便能够将塑料件制造过程中造成的损失降到最低。对于饲料外饰零件的设计，要严格控制其厚度，确保熔体能够平稳流动。对于塑料件外部部件的设计，要确保熔体的稳定性。对于塑料件的设计，要在最终填充区域和内部零件之间设置排气孔。对于壁之前，浇口位置会受到图形磨具和针的位置的影响，最终锁定最佳的填充位置，并安排合适的通风口数量，以免填充过程中空气逸出。但是，不能将通风孔设置过大，以免出现飞边情况。基于成型条件，要加大对注射速度的控制力度，以便能够使型腔中空气逸出，最关键的是要确保塑料零件厚度均匀，并在模型中提供通风口，以免为提高生产效率而降低注射速度引起其他缺陷。

结语

总而言之，自我国加入到世界贸易组织（WTO）后，国内汽车塑料零件制造面临着极大的挑战。对此，要积极学习国外先进的理念和方法，提升设计经验，独立开发新产品，以便能够在激烈的市场竞争环境中占据优势地位。

参考文献：

[1]余力,冯尧,任彭伟,佟晓婷,于春毅. 轻型载货汽车外饰塑料件涂装工艺[J]. 电镀与涂饰,2021,40(20):1604-1608.

[2]韦明凤,黎景华. 汽车外饰塑料件超声波穿刺焊应用[J]. 装备制造技术,2020,(09):194-197.

[3]柴凯,马玉姣,徐晶才,李瑞生. 汽车外饰烫印塑料件设计开发[J]. 汽车实用技术,2019,(20):159-161.

[4]万锋. 汽车外饰塑料件的耐腐蚀失效分析[J]. 时代汽车,2019,(17):125-126.

[5]柴凯,李志鹏,徐晶才,李瑞生. 汽车外饰塑料件表面皮纹的开发[J]. 汽车实用技术,2019,(08):216-218.