车灯厚壁光导2K注射模设计

谭克京 高凯 滕伟 覃宽树

关键词：厚壁件;浇口;分型线;注塑模

1 塑件介绍

双色注射模是将两种不同颜色（不同材料）的材料，通过专门设计的模具和专用注塑机注射到同一副模具中，从而实现两种材料基于一个塑件的目的[1]。图1 所示为车灯厚壁光导塑件，外形尺寸为315 mm×280 mm×49 mm，第一射与第二射材质相同，均为为透明PC。该产品厚度为49 mm，属于厚壁光学零件，对产品的收缩、导光性和配光有很高要求。

2 设计要点

2.1 分型線定义

产品为透明高光零件，对配光有严格的要求，分型线和镶件线需避开光源的输入面和输出面（图2）。考虑到产品的具体结构，第一射注射产品芯部，产品分型线定义在产品最大外形线;第二射注射产品外壳，定位在第一射和第二射结合部位（图3）。

2.2 浇口设定

浇口位置选择：产品整个型腔面为外观面，浇口选择在产品侧面进胶。因第二射的产品胶位全部在型腔侧，正常无法布置浇口，故第二射产品局部做翻边，为第二射产品的浇口搭接预留位置，即增加辅助进胶位置（图4）。

浇口类型及尺寸定义：产品塑胶原料为高温透明PC，该材料流动性比较差，通过模流分析模拟，浇口附近的内应力过大。为减少产品变形，采用侧进胶，浇口具体尺寸见图5。

热流道品牌选择：产品两次注射为同种透明PC，两射成型的产品要求完美融合，不允许有任何色差或熔接缺陷，对热流道的要求很高。因此本设计中的模具选择HRS 品牌热流道（图6）。

2.3 冷却设计

模具的温度控制系统是保证成型塑件质量的关键，模具的冷却系统设计不完善会导致制件产生缺陷[2]。产品对成型成型周期要求为55 s ，要求冷却水路布置要充分。通过模流分析，产品两端的翘曲变形很大（图7），为此需要通过模具温度调整来减少产品变形。模具水路设计时两端的水路温度需单独控制，并且模具内设计温度传感器，可以精确检测和调节水路温度（图8）。

2.4 顶出及结构设计

顶出系统要求结构简单、可靠、平衡[1]，产品整个成型胶位都在型腔侧，并且前模要求抛光到SPI A1 效果，形成型腔真空。产品会粘在型腔侧，在不影响产品外观及功能的前提下，此套模具在产品侧面（型芯）做了间断性倒扣0.5 mm×0.5 mm×20.0 mm。整套模具设计56 支斜顶，其作用一方面开模时通过倒扣把产品留在后模，另外一方面开模时可平衡顶出产品（图9）。

2.5 光学镶件设计

前模花纹为配光作用，需使用4 万转或以上的高速机加工，精度±0.02 mm，光洁度Ra0.05 ;镜面抛光至2.5# 钻石膏，不可使用砂纸抛光，避免变形，花纹圆角不超过R0.20 mm ;为便于加工及调整，配光花纹位置需做成单独镶件（图10）。

3 模具结构介绍

图11为模具结构图。该模具排位为2L+2R，热流道采购HRS 品牌，4 点顺序阀式。前后模芯采用进口2343ESR 电渣钢材，抛光性极佳，热处理后硬度HRC48-50。光学花纹部位做成单独镶件，采用1.2343ESR 电渣钢材，热处理后硬度HRC50-52。斜顶采用1.2344 钢材，热处理后HRC46-48，并在表面进行DLC 涂层，增加滑动性及耐磨性。集水盘采用史陶比尔原装集水盘，与客户方注塑机匹配。顶针、中托司和边锁等标准件采用HSACO 原装标准件。

4 试模验证结果

试模采用810T双色成型机，经过多种成型条件测试，得出最佳参数，前模模温70℃，后模温度90℃，第一段至第五段料温分别为：290℃、285℃、280℃、275℃和270℃，保压时间为4 s。产品状态通过3D扫描检测，检测结果变形量比模流分析结果改善很多（图12）。

5 结束语

该模具产品为厚壁、透明高光的光学产品，产品品质要求极高。传统方法采用厚壁成型机，产品不良率很高，气泡、缩水以及变形等缺陷难以解决，成型周期高达300 s，生产成本很高。采用双射成型工艺，大大缩短了成型节拍，成型周期实际为50 s，产品无气泡、缩水缺陷，极大地改善了变形翘曲的问题。此模具结构，值得推广采用。