浅谈汽车外饰件感观品质设计方法

宋小宁,钱钧，汪浩

(安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601)

0 引言

汽车外饰在整车中主要起到美化、防护、安全等作用。为了追求整车造型美观，像保险杠等外饰件分缝处圆角越来越小，为了满足其他相关部件固定等需求，保险杠不可避免地需要优化一些内部结构，使得外表面不易出现外观缩痕、熔接痕、翘曲变形等外观缺陷。为了满足整车造型需求，保险杠造型分块越来越多，如何高品质控制好部件间外观匹配已显得尤为重要。

文中结合了以往汽车保险杠的外观问题及实际工作中的经验，主要研究了汽车外饰注塑件感观品质设计方法及要求，通过迭代车型上的应用，有效提升了汽车外饰注塑件的感观品质。

1 汽车外饰件简介

汽车外饰主要包括前后保险杠、进气格栅、前大灯、尾灯、后视镜、前后风窗玻璃、顶饰条等，如图1所示。主要起美化、防护、安全等作用，也有部分特定位置具有一些专用功能。

外饰件常见的成型工艺有注塑、吹塑、模压等，其中注塑类应用较为广泛。常用材料包括聚丙烯(polypropylene，PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS)、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(acrylic-

styrene-acrylonitrile，ASA)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯合金(polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene，PC/ABS)等根据使用部位及功能不同，主要应用材料见表1。

图1 汽车外饰主要部件

表1 外饰件主要应用材料

2 汽车外饰件主要外观缺陷

在实际生产制造中，汽车外饰注塑件还存在不少外观缺陷，如填充不足、飞边、缩痕、熔接痕、气泡、翘曲变形等。其中缩痕、熔接痕、翘曲变形等常见缺陷与产品设计强相关，出现在前后脸、侧面的大型注塑件上就会严重影响整车外观品质。

(1)填充不足：是指模腔未完全充满，未能得到目标制品的形状。

(2)飞边：又称溢边、披锋、毛刺等，大多发生在模具的分合位置上。

(3)缩痕：是指注塑品表面产生了凹陷情况。

(4)熔接痕：是指熔融的塑料分成两道及以上进行流动，之后再汇合，此时由于流动树脂的前端部分冷却氧化进而难以完全熔合，最终产生的条纹。

(5)气泡：是指在注塑制品表面出现微小气泡，或制品厚壁内形成气泡。

(6)翘曲变形：是指在注塑成型的过程中，制品内部出现应力，进而形成的变形。

3 汽车外饰件感观品质设计

除过模具及注塑工艺影响因素，注塑件外观缺陷与产品的设计强相关,包括材料合理选择与良好结构设计。

3.1 注塑件材料选择

外饰部件材料通常要根据部件外观定义、使用部位等进行选择。因材料收缩率和结晶度对产品外观缺陷影响较大，对于关键部件应优先选择低收缩率材料，有利于规避产品外观缩痕，控制产品尺寸。对于零部件长宽尺寸比例较大、外轮廓度要求较高等部件，须采用低收缩率材料。以外饰尺寸较大的保险杠为例，兼顾尺寸稳定性及外表质量，选择低收缩率为0.5%～0.6%的改性聚丙烯材料对产品外观会有较大改善。

3.2 注塑件结构设计

外观缩痕、熔接痕、翘曲变形等是外饰注塑件常见的缺陷，通常与产品造型面、产品结构等设计强相关。正确的结构设计与合理的工艺相结合，才能制造出更优良的外观产品。从造型到3D数据设计的全过程，做好产品外观设计质量管控是尤为重要的。

3.2.1 造型圆角处缩痕规避设计方法

为了追求较小的造型分缝，部件分缝处圆角越来越小，但外饰注塑件外观缩痕与造型面夹角、最小圆角强相关，对于形面夹角较小处就很容易产生缩痕，为了规避造型圆角处产生缩痕，注塑件圆角料厚与基本料厚越接近越好，以保险杠的改性PP材料为例，圆角料厚与基本料厚差值≤0.3 mm，基本可以规避注塑缩痕，如图2所示,其中为注塑件内圆角，、为注塑件基本料厚，为注塑件圆角处料厚。

图2 造型夹角圆角料厚要求

通过对不同造型夹角、不同造型圆角进行对比分析与测算，结合实际产品，在造型阶段圆角与夹角满足一定要求，就能有效规避塑件圆角处缩痕，否则很难靠调整工艺参数等规避注塑件外观缩痕。

以基本料厚2.8 mm为例，当外造型圆角不小于2.6 mm，内圆角0.2 mm，造型夹角不小于69.5°，圆角料厚约3.1 mm，基本不会出现缩痕风险；对于造型夹角小于69.5°，可通过减胶的方式规避圆角缩痕风险，单边减胶可减至2.0 mm，双边同时减，最薄可减至2.4 mm，如图3所示。具体设计时可结合产品强度等要求，针对夹角较小处型面需关注模具强度及寿命。

图3 保险杠圆角与造型夹角匹配

通过理论分析与实际验证，外饰大型注塑件保险杠造型圆角与夹角关系见表2，基本可以有效规避圆角缩痕，要同步考虑模具强度及寿命。

表2 造型圆角与夹角关系 单位:(°)

322 结构处缩痕规避设计方法

为了满足周边部件的固定，注塑件背面通常需要做相关结构，导致局部外观出现缩痕，对于保险杠等关键外造型面不允许设计有“狗窝”、加强筋等特征，一般按照以下设计要求，否则必须增加内衬板。

(1)加强筋厚度d不大于基本料厚t3，且仅允许布置在大圆弧面、翻边面上，如图4所示。

图4 加强筋设计允许位置示意

(2)“狗窝”尽可能布置在圆角或翻边等特征上，如图5所示。

图5 “狗窝”设计允许位置示意

(3)焊接粘贴支架代替直接在保险杠本体上长“狗窝”等固定特征。

323 熔接痕、翘曲变形等规避设计方法

避免熔接痕出现在A面，结构设计要合理。注塑件中间位置多为进胶口，设计时首先要避免在Y处开孔等结构，无法避免时需综合考虑开孔深度，降低熔接痕风险。

避免产品翘曲变形，自由边界处必须设计翻边，以保证边界的整体强度；若无法增加加强翻边，应根据产品形状增加横竖向筋，横条格栅可增加竖向筋，并且竖筋间距尽可能控制在120以内。

4 结束语

外饰件感观质量在整车中越来越重要，特别像注塑件的外观质量与造型、结构设计、生产制造工艺等强相关，产品设计全过程严格的质量管控是确保外观质量的有效措施。文中结合实际工作中的经验，梳理了汽车外饰件感观品质设计方法及要点，且通过在量产车型中应用均有效规避了注塑件外观缺陷，大大提升了注塑件外观感知质量，为后续车型开发提供一定参考。