汽車領(lǐng)域注射成型創(chuàng)新技術(shù)盤點

【亞洲注塑網(wǎng)訊】注射成型技術(shù)獨(dú)有的精密、環(huán)保、資源節(jié)約、節(jié)能降耗、批產(chǎn)低成本的綠色性能，成為汽車結(jié)構(gòu)件成型加工技術(shù)綠塑創(chuàng)新解決方案的首選及成型技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)技術(shù)，并由通用設(shè)備、通用技術(shù)延伸發(fā)展為汽車結(jié)構(gòu)件成型的專用設(shè)備、專用技術(shù)。

汽車零件注塑機(jī)

液態(tài)金屬注射成型創(chuàng)新技術(shù)理念
液態(tài)金屬又稱非晶合金，熔點較低，有著接近于零的收縮，超急冷凝固，凝固時原子來不及有序排列結(jié)晶，因而具備了許多獨(dú)特的性能：優(yōu)異的耐蝕性、耐磨性、高強(qiáng)度、高延展性、高硬度、質(zhì)量輕等優(yōu)點。在設(shè)計方面，液態(tài)金屬合金相較于以前能夠提供更大的自由度?；谄嚵悴考亩鄻有浴⒕葔勖芷谛缘染G塑創(chuàng)新，液態(tài)金屬在汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。
液態(tài)金屬注射成型技術(shù)是注塑成型技術(shù)的創(chuàng)新拓展。從模型中注射成型的零部件常常能夠超越最精準(zhǔn)的CNC技術(shù)，可以實現(xiàn)接近光學(xué)的表面光潔度、達(dá)到高精密度，這是液態(tài)金屬注射成型工藝顯示出最重要的一項質(zhì)量特征。注塑成型加工與金屬注塑成型(MIM)和CNC加工相比，液態(tài)金屬的注塑成型為實現(xiàn)“更高的效率以及自動化與工藝的更高程度的集成”等制造理念創(chuàng)造了條件。液態(tài)金屬采用注塑成型的方式進(jìn)行加工，僅需較短的循環(huán)周期，其生產(chǎn)循環(huán)時間在2-3min之間，比CNC的加工時間明顯縮短。同時，澆口料能夠回收利用，無廢料堆積。
液態(tài)金屬注射成型技術(shù)為汽車綠色化發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。汽車的發(fā)動機(jī)正時系統(tǒng)、噴油嘴、內(nèi)外飾零部件、安全性組件、泵、傳感器，以及重負(fù)載連接器等400克以下的零部件都可以用液態(tài)金屬注射成型件，不僅可以獲得性能優(yōu)異的零部件，還可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，實為汽車零部件制造的良好選擇。利用液態(tài)金屬高硬度、高耐磨的特性，制造汽車發(fā)動機(jī)中的液壓油缸、活塞環(huán)、噴油嘴等耐磨零部件，可大幅提高汽車使用壽命。
液態(tài)金屬的注射成型工藝不應(yīng)該只被看作是一個替換過程，而是看作一個可通過靈活設(shè)計獲得獨(dú)特性能的成型工藝。液態(tài)金屬采用注塑成型的方式進(jìn)行加工，實現(xiàn)一步到位制造結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的金屬部件，并且其精度和表面質(zhì)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通的鑄造，即使是復(fù)雜的三維形狀以及非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)也能以出色的再現(xiàn)性和高效的材料利用率也能被成型出來，使得高品質(zhì)金屬部件的制造發(fā)生了革命性的變化。
液態(tài)金屬的技術(shù)壁壘很高，尤其是“大塊成型”的難題成為制約其規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。內(nèi)外飾零部件、400克以上的汽車零部件等均屬于大塊成型，這意味著要想大面積推廣液態(tài)金屬，必須掌握大塊成型的核心技術(shù)。其次，目前涉足液態(tài)金屬的廠商鳳毛麟角，產(chǎn)能難以快速擴(kuò)張。美國液態(tài)金屬公司擁有全球最核心、最頂尖和覆蓋范圍最廣的液態(tài)金屬材料配方、關(guān)鍵加工技術(shù)等相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)(128項專利)，是全球液態(tài)金屬行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定者。宜安科技擁有大塊成型工藝、材料成分和設(shè)備制造等三大核心技術(shù)，是目前為止全球唯一一家具備大型塊狀非晶金屬成型能力的企業(yè)，入股美國液態(tài)金屬公司，向其輸入大塊成型的技術(shù)訣竅后，將憑著低成本的原料、模具以及自主研發(fā)的成型設(shè)備和加工技術(shù)，從根本上解決其短板，有望將液態(tài)金屬產(chǎn)品快速推向全球。
恩格爾是全球能夠為液態(tài)金屬材料的加工提供注塑機(jī)和整合的系統(tǒng)解決方案的重要供應(yīng)商。恩格爾以全電動機(jī)器系列e-motion為基礎(chǔ)，開發(fā)了一種新型Liquidmetal液態(tài)金屬材料注塑機(jī)——一種金屬注塑(MIM)和CNC加工的替代技術(shù)。Liquidmetal機(jī)器與用于塑料加工的普通注塑機(jī)之間的差別，主要是注塑單元不同。液體金屬合金有從圓棒切削的碎塊材料形式，這些坯料自動供入熔化腔中，在高真空條件下感應(yīng)加熱熔化。機(jī)器不采用螺桿，而用柱塞將熔化的金屬合金注入控溫模具中。在無氧條件下快速冷卻就會形成無定形結(jié)構(gòu)，從而使材料具有優(yōu)異的特性?？梢栽谳^短的周期時間內(nèi)一步法制造可直接使用的具有極高表面質(zhì)量的部件。加工周期介于2-3分鐘之間，與CNC加工所需時間相比大幅縮短。另一個優(yōu)點是沒有廢料積聚，因為注道殘料可以回收。
汽車水輔注塑碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型創(chuàng)新技術(shù)
水輔助技術(shù)由德國MaximatorGmbH開發(fā)，該公司向?qū)汃R在德國蘭茨胡特的工廠提供了汽車水輔注塑碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的成套設(shè)備，用來生產(chǎn)CFRP車頂結(jié)構(gòu)件的曲型部分。該成套設(shè)備包括水處理單元和壓力單位，為寶馬量身定做。特殊水射器具有多種集成的單片閥門，比噴射通常使用水輔注塑產(chǎn)生更強(qiáng)大水壓。閥和壓力單元的近距離是成功的關(guān)鍵。以往的類似組件采用泡沫芯，外面加上碳纖維編織層，最后通過注射環(huán)氧樹脂浸漬。最新技術(shù)則用塑料軟管取代了泡沫芯，在碳纖維編織過程中保持在壓縮模內(nèi)，并施加以水壓。樹脂固化后再除去余水。高設(shè)備采用高溫、純凈的軟化水，加上特定的金屬合金，確保不會發(fā)生腐蝕。熱水把固化過程和生產(chǎn)循環(huán)時間最小化，可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。在開發(fā)過程中，設(shè)備制造商、模具制造商和環(huán)氧樹脂的供應(yīng)商進(jìn)行了密切合作。
寶馬公司通過成本、工藝和模式上的突破，開創(chuàng)了碳纖維在汽車上大批量應(yīng)用的新時代，為其它車廠樹立了成功榜樣。該公司計劃到2020年將碳纖維車身制造成本降低到和鋁合金相當(dāng)，屆時汽車的綠色化有望得到大幅度提高，主要體現(xiàn)在安全化、輕量化、環(huán)?；?、新能源化等上。
國內(nèi)水輔注塑主要用于全塑件注射成型，主要目的是提高表面光潔度的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)抓緊開發(fā)汽車水輔注塑碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型技術(shù)，設(shè)備研發(fā)的重點是模具及水輔系統(tǒng)。
注射壓縮-背部復(fù)合成型創(chuàng)新技術(shù)
注射壓縮有利于降低制品內(nèi)應(yīng)力、提高制品幾何和尺寸精度的壽命周期，背部注射?？稍黾又破返墓δ芗疤岣咧破返沫h(huán)保性能和清潔度，兩者成型技術(shù)結(jié)合為一體，實現(xiàn)汽車領(lǐng)域綠塑制品創(chuàng)新驅(qū)動的“潛在需求”的功能和性能。
注射壓縮-背部復(fù)合成型技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動環(huán)保安全型汽車塑料車窗。環(huán)保安全型汽車塑料車窗主體為PC塑料，面層為PMMA薄膜。PMMA薄膜使用吹塑成型而成，因為吹塑薄膜在膜泡的冷卻線處有細(xì)微的瑕疵，當(dāng)薄膜受到相反方向(汽車內(nèi)部)的沖擊處于張力狀態(tài)下時，易于從此處斷裂，這種“方向性缺陷”機(jī)理能夠使乘客在遭遇事故時打破車窗;第二代SPD-SmartPMMA能夠阻擋超過99%的紫外線，可以減少空調(diào)的使用從而節(jié)約能源。注射壓縮成型，使底層PMMA薄膜處于低壓狀態(tài)之下進(jìn)行背部注射，保證了面層PMMA薄膜光學(xué)質(zhì)量和完整性，保證了PMMA薄膜的自身固有性能不變。成型工序中，先把切割成形的PMMA薄膜放入模腔內(nèi)，然后用PC材料進(jìn)行背部注射壓縮成型。
此外，近年隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，大型化雙色注塑、多色注塑裝備等及技術(shù)成為汽車制造廠商提升飾件自身的競爭性、建立差異化的綠塑創(chuàng)新的解決方案。（責(zé)任編輯：倩雯，QQ: 2355779329）