双速顺序控制优化产品外观研究

陈碧龙

[摘要] 传统顺序注塑工艺容易产生产品的外观缺陷，如应力痕、浇口对面的太阳斑以及喷涂后的缩痕等。本文以AUDI A3汽车座椅靠背为例，应用双速顺序注塑热流道技术，并配合相应工艺，通过控制双速阀针的打开速度，调整模具型腔内的熔体压力，进而改变熔融塑料的流速和内应力，改善产品缺陷，可大大提高产品的品质。

[关键词]双速顺序控制、热流道、熔接痕、色差、应力痕、缩痕、太阳斑

1、前言

随着社会的发展，塑料注射产品在许多领域中得到非常广泛的应用。由于注塑成型过程的复杂性，成型的产品极易产生各种缺陷，最普遍的外观缺陷为熔接痕形成的局部外观缺陷，经常造成熔接线两边产生明显的色差。不仅影响产品的外观质量，严重时会对产品强度产生影响，损害产品的力学性能，给产品的正常使用带来安全隐患，极大降低了注塑产品的质量。

图1为AUDI A3汽车座椅靠背，在传统注塑过程中，产品会频繁出现的熔接痕并存在色差问题。通过采用双速顺序控制系统及工艺 ，使各浇口流出的分支料流逐步推进， 通过控制阀针打开速度来实现型腔内平稳的流速，实现塑料熔体流量控制，进而大幅度减少或消除熔接痕。该研究成果可直接应用于实际，对外观有高质量要求的产品具有较高的实用价值。

图1 AUDI A3汽车座椅靠背

2、传统顺序控制工艺

大型塑料产品一般采用多浇口的注塑模结构。但由于产品结构的复杂性，采用传统的冷流道三板模结构，型腔充填很难均衡，且熔接痕数目多，严重影响大型产品的外观质量和力学性能。目前常采用的方法是，应用顺序控制热流道来控制多浇口进行顺序填充。即在原有注塑机热流道基础上加装由组态软件控制的液压回路，实现多浇口顺序控制，，从而使在注塑过程中各浇口流出的分支料流逐步推进，实现“动态供料”，如图2、图3所示。通过浇口依序打开，可较好地解决同时填充造成熔接痕数目多等缺点，同时把气体逐渐赶到流动末端，避免困气。

由于传统顺序控制的阀针打开速度无法进行控制或调整，注塑机一旦发出注塑信号，阀针就会按照顺序，依次打开。因此，阀针只有一个单一的打开速度，可以理解为单速顺序控制。

图2 中间喷嘴打开

图3 中间喷嘴料流超过旁边喷嘴

如图4所示，为AUDI A3汽车座椅靠背的热流道点位排布图。每个产品3点进胶，第1点喷嘴为热流道转冷流道，再进胶到产品表面，第2、3点直接进胶产品表面。

图4 顺序控制点位排布

传统的顺序注塑工艺中，由于注射先期，热流道系统内建立起很高的注塑压力，随着后续喷嘴（2#嘴、3#嘴）的顺序打开，承受高压后的熔融塑料会在每一个阀针打开时呈爆炸式喷发，导致填充前端流速显著增加，在型腔表面造成非正常的产品表面，同时因为产品内部结构不均一，导致产品表面形成缺陷。

3、双速顺序控制工艺

双速顺序控制技术，用于顺序控制的热流道系统。该技术降低了针阀刚打开时的塑料流速，可防止塑料受压后爆炸式喷发，随后阀针会以最大速度打开，从而确保正常填充。双速工艺可使整个填充过程更为平稳，减少塑料在流动过程中停顿或速度急剧变化等情况发生。在顺序注塑中实现塑料熔体流量控制，有效的避免了熔接线问题，确保产品外观光亮整洁，同时大大提高注塑效率。双速顺序热流道系统，比传统顺序控制器增加了流量控制。

双速顺序控制是在单速顺序控制基础上进行開发的，其工作原理如图5所示。流量控制器接收注塑机传来的注塑信号（230VAC/50HZ数据线连接注塑机），经过编码器转换、放大或缩小，驱动电磁阀控制flow Restrictor valve流量开关，通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部的阻力，从而实现对流量的控制，进而控制阀针油缸HYC4016M的流量，来实现控制阀针的开关速度。

4、结束语

目前，模具行业面临着模具价格越来越低的沉重压力，产品外观缺陷导致的不良品，常使模具厂处于极其被动的状态。企业如果不能从根本上解决这个问题，将会被逐渐排挤和临淘汰。本例采用的双速顺序控制，不仅解决了产品熔接痕及色差问题，而且很大程度上提高了产品的内部强度和生产效率，提升了产品的整体品质，为解决实际生产中的同类问题，提供了重要的方法和思路。

参考文献：

[1] 【瑞典】丹尼尔·弗伦克勒，【波兰】亨里克·扎维斯托夫斯基.著 【英国】罗伯特·沃克登 英译 徐佩弦 译 注射模具的热流道[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 钟志雄.塑料注射成型技术[M].广东科技出版社，1995.

[3] 宋玉恒.塑料注塑模具设计实用手册[M].北京：航空工业出版社，1994.

[4] 塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

图5 双速控制组件