仪表板拉伤缺陷分析及解决方案

杨健宇　夏金林　王春芳　王少军

摘 要：针对汽车内饰件中普遍存在的拉伤缺陷问题，介绍了注塑件拉伤的形成机理，分析了影响拉伤的各种因素，从注塑工艺参数设定、模具结构设计及材料流动性等方面给出了消除拉伤或改善拉伤的措施。最后重点讨论了本公司仪表板上拉伤对产品性能的影响及解决方案。

关键词：汽车内饰 拉伤 仪表板 解决方案

1 引言

拉伤，是指在注射成型过程中，塑件表面被注射成型模具的凸模或凹模在开模过程中形成的一种塑件表面划伤现象。拉伤在汽车内饰件中是非常常见的，而且有的是无法消除的。由于内饰件不仅对制品的性能有很高的要求，而且对外观的要求也比较苛刻，因此在内饰件的注射成型加工过程中，要尽量消除拉伤。当在无法消除或者代价太大的情况下时，可以通过一些合理的措施，尽量改善拉伤状况。

2 拉伤的缺陷分析

2.1 拉伤的形成机理

塑件脱模时，如果塑料制品模具的型腔侧面开设有较深的纹路，但模具型腔的脱模斜度不够大或者注塑参数设定不合适时，则会在塑件脱离型腔后会出现纹路模糊的现象，此现象被称为拉伤或者是拖花。

2.2 拉伤原因分析

2.2.1 成型工艺控制及设备相关的原因

塑件的注射成型过程中，容易造成拉伤现场的工艺条件主要是温度、压力和时间。其中，温度主要涉及模具温度;压力主要涉及注射压力和保压压力;时间主要涉及注射充模时间、保压时间和冷却时间。这几个工艺条件相互影响，成型过程中应该根据实际产品性能要求和材料成型流动特点综合考虑。各工艺条件对塑件拉伤现象的影响，分析如下：

（1）若注射压力太大，熔体流动性好，熔体很容易型腔的缝隙中，产生横飞边，容易出现脱模不良而产生拉伤现象，对此，应适当降低注射压力。（2）若定模温度过高，两模板温度不一致，容易出现脱模不良而产生拉伤现象，对此，应降低定模具温度。（3）若在分型面处脱模不良而产生拉伤现象，可适当降低模温和缩短冷却时间;若在型腔处难以脱模，可适当降低模温或冷却时间。（4）若注射和保压时间过长，易形成过量充填而造成脱模不良而产生拉伤现象，对此，应缩短注射和保压时间。（5）若熔体温度过高，流动性过大，熔体易于分型面處出现溢料，造成脱模不良而产生拉伤现象，对此，应适当降低熔体温度。（6）若冷却时间太短，塑件冷却不足，易造成脱模不良而产生拉伤现象，对此，应适当加大冷却效果，如延长冷却时间、加大冷却水的通过量或降低冷却水的温度等。

2.2.2 模具和设备相关的原因

塑件注射成型过程中，拉伤现象的产生的原因，与模具和设备也有关系。具体情况分析如下：

（1）成型过程中模具粘料的影响。这种情况下，需要对模具进行清理，有时向模具表面适当喷涂脱模剂也可解决模具粘模的问题。（2）模具型腔表面出现损伤或粗糙。出现这种情况，塑件就不易脱离型腔而造成脱模困难，从而造成塑件的拉伤。所以，若出现模具型腔表面粗糙的情况时，应尽量对型腔表面进行抛光、镀铬等表面处理，或改善型腔的表面精度;若出现模具型腔表面出现磨损、划伤的情况时，就应该及时修复模具型腔的表面。（3）对于吸附成型的塑件，取出板吸筒损坏也可能造成塑件拉伤。这种情况下，就需要更换或修复吸筒。（4）塑件脱模困难从而引起拉伤现象的产生。造成塑件脱模困难的原因有很多，主要的原因有型芯处出现溢料、模具排气不良或模芯无进气口两种情形。对此，分别通过改善型芯缝隙减少溢料和改善模具排气条件加以处理，减少拉伤现象的产生。（5）模唇顶出位置/压力过大→将顶出位置/压力调至状态。（6）取出板位置不当→检查取出板吸筒与模唇距离位置（一般设为22mm）。

2.2.3 模具设计原因

（1）分型面圆角处的处理，产品设计师在设计产品时往往是在产品上直接到圆角，其实是不合理的设计，因为圆角和面接触处拔模角接近零度，容易拉花，那么模具设计师就要对产品进行修改，改成多义线相接，利用软件的拔模分析，要修改到拔模角足够。（2）模具结构，这里重点说明模具的三级定位问题，模具定位设计不合理同样会造成产品在开模过程中前后模错位造成产品拉伤。一级定位是指模具导柱的定位，二级定位是指模胚定位块的定位，三级定位是指模仁上设计的虎口等精定位，三级定位一级比一级定位更精确。对于模腔侧壁不深的产品，模仁虎口定位最重要，一般在设计时虎口定位的插破角度要比侧壁咬花面出模角度要小0.5～1度比较合适，可以保证开模过程中产品不易拉伤。对于侧壁型腔较深的产品除了模仁虎口外，模胚定位块精度也要严格管控。（3）模具浇口模具设计时要考虑浇口设计不至于造成产品压力过大，造成产品侧面拉伤，浇口尽可能远离侧面咬花面，因为浇口处压力大且保压时间长，产品抱紧力大产品易拉伤。（4）产品粘母模在设计模具时一定要认真分析产品是否有粘母模的趋势或者不确定因素。一定要保证产品在开模时百分百在后模，如果粘母模就可能会使产品局部翘曲造成产品侧壁拉伤。必要时甚至要在后模做拉产品的结构，保证产品在后模。这点也是很多模具设计师容易忽略的地方。

2.2.4 模具加工原因

（1）设计的拔模角虽然足够，但在模具加工时也容易造成误差，因为角度是很难精确测量的，这点一定不要忽视。（2）型腔侧壁在省模时最容易形成省模倒扣，因为省模工程人员往往害怕把分型面省出圆角，靠近底部省模量多，靠近分型面处省模量少，这样就相当于减小了产品拔模角，也是造成产品拉伤的可能因素，却往往被忽略。这种情况可以考虑做省模治具或者省模完成后分型面再精加工一次，保证省模效果，对要求比较高的产品也是很有必要的做法。

2.2.5 塑料材料相关的原因

（1）若原料中混有异物，原料的粒径不均匀或过大，都易造成脱模不良，对此，应对原料做好筛选、净化工作。（2）原材料的流动性是造成塑件产生拉伤的重要指标之一。塑料的流动性一般可根据聚合物的相对分子质量、熔融指数、阿基米德螺旋线长度、表现粘度以及熔程比等一系列指标衡量。相对分子质量小，熔融指数高、螺旋线长度大、表面粘度小、熔程比大，则流动性好。塑料本身流动性不好，产品则容易产生拉伤，可在原料配方中增加适量的润滑剂、增塑剂等改善树脂的流动性能。

3 典型实例

仪表板是安装在汽车座驾前方的塑件。该塑件根据使用要求，应考虑塑件的美观，不允许产生拉伤现象。仪表板由于产品尺寸较大，且塑件结构上有孔，塑件结构复杂，故采用了11个浇口的模具设计结构，并且模具动模型腔较大，导致脱模难以实现平衡。图1为产生拉伤的仪表板。

3.1 仪表板产生拉伤的原因

仪表板采用的材料是PC/ABS-VK125，该产品通过型号为3350T注塑机生产，产品净重为3946g。经分析，造成拉伤原因主要有：（1）模腔内侧边有毛刺（倒扣）;（2）注塑压力或保压压力过大;（3）模腔脱模斜度不够;（4）锁模力过大，造成模腔变形;（5）前模温度过高或冷却时间不够;（6）材料的流动性不好;（7）模具开启速度过快。

3.2 解决方案

（1）抛光清理模腔内侧的毛刺（倒扣）。（2）降低注射压力或保压压力，需要注意的是，注塑压力和注射速率是相互关联的，调整时不能采取同时增大这两个参数的方式，因为进行调整时并不能确定造成充填不足的原因究竟是注塑压力不足还是注射速率不足。正确的方法应当是先选择其中的一个参数进行调整，然后看其产生的效果，再决定下一步的操作。每次调整注塑压力或注射速率的增量为10% ，每次调整后，注射约10次以达到稳定状态。（3）加大模腔的脱模斜度（由之前1°提高到3°）。（4）酌情减小锁模力，防止模腔变形。（5）降低模腔温度或者延长冷却时间，模具温度过低会使熔体前锋在型腔尚未充满前已冷凝而无法流动，造成充填不足。模温的确定可以从原料供应商的推荐值开始设定，每次调整的增量以5℃为宜，注射10次，待成型稳定后再根据结果来决定是否需要进一步进行调整。（6）提高材料流动性（熔脂由≥10g/10min提高到≥40g/10min，由于现熔脂指标上升，导致弯曲模量及维卡软化温度指标略微下降，弯曲模量由之前≥2400 Mpa降低到≥2200 Mpa，维卡软化温度由≥125℃降低到≥123℃）。（7）减慢开模启动速度（由85%降低到75%）。（8）锁模末端速度过快：锁模末端速度过快（模腔冲撞压塌）：减慢末端锁模速度，防止型腔撞塌。

通过以上解决方案，可以有效避免仪表板拉伤现象的产生，生产出符合外观和性能要求的仪表板塑件。

4 结语

在注射成型加工中，出現拉伤现象最直接的原因是模具的脱模角度，此外，与拉伤相关的因数有很多，比如注塑温度，注塑压力、模具温度、开模压力及速度等因数。在实际生产过程中，要结合成型工艺及设备、模具和制件结构、材料性能各方面因数，从以上几方面着手，综合分析，找出拉伤现象的产生原因，最终找出解决拉伤现象的具体措施。

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