基于CAE技术的车灯注塑工艺优化研究

基于 CAE技术的车灯注塑工艺优化研究

陈茂林

身份证号码： 44538119930707****

摘要：注塑工业在汽车车灯生产中具备导向作用，制造工艺将会直接影响到车灯成型效果，同时还会对车灯模具总体流动性形成不小的影响。当下为提高车灯质量，应该将关注点集中在注塑工业参数，需要改善注塑工艺参数，由此可以为高质量车道制备提供有利条件。本文在车灯制造工艺发展的过程中，分析CAE技术在注塑成型工艺中的应用，研究车灯注塑工艺，分析工艺参数对车灯注塑成型与车工制品的影响，最后提出车灯模具工业智能化发展趋势。

关键词：车灯；注塑工艺；CAE技术；参数优化

在市场需求关系发生转变后，制造业由批量生产转变为个性化制造，选择小批量的制造形式，满足不同群体对工艺品的需求。在小批量制造期间，可以提高产品的整体质量。注塑产品对工业技术有较高的要求，应该加强对工业制品的质量控制力度。在汽车生产环节，围绕车灯制造进行质量控制显得尤为关键，我国自主生产的车灯企业，在车灯生产方面选择承接式的模式，该模具会根据用户订单需求进行设计，制造车灯模具。下面主要分析CAE模拟技术和人工智能在注塑成型工艺方面的应用。

一、注塑成型工艺优化的研究背景

制造车灯时需要加大对生产效率与制造成本等内容的关注力度，生产经营者一直关注注塑产品生产，为推出获得市场受众喜欢的产品，在修改注塑生产模式的同时，关注产品质量，不停的修改工作方式，调整生产参数，希望可以提升产品品质。设定工艺参数时，应该结合实际情况进行调整，由此可以减少设计方案存在的缺陷，获得高品质的模具塑件。产品参数设计会对车灯模具的很多环节形成影响，想在短时间内获得最优的成型条件，依靠实验总结很难实现，该任务一般需要较长时间。设计师在工艺参数配置方面应该进行大量实验，通过CAE模拟技术、人工智能模具实验等方法，由此得到较为合理的工艺参数，为产品加工提供条件，在此基础上生产出品质优异的模具塑件^[1]。

二、知识工程技术在注塑模工艺设计的应用

（一）注塑成型车灯主要工艺

内部与外部质量控制为车灯注塑制造片质量控制的主要内容，前者在质量控制方面需要关注塑料聚合结构、形变方向等内应力表现，同时关注属性在纵向与横向热胀冷缩和拉伸方面的尺寸。制造品内部质量会直接影响产品的使用年限和使用性能；后者在质量控制方面需要关注外观。在车灯注塑制造品控制期间，为提高成品的综合性，延长制造品的使用寿命，需要在应用新型技术与新型材料时关注分子结构形态调整加工方式，由此提高制造品的加工精度。车灯表面的控制为外部质量控制的主要内容，消费者可以通过肉眼观察的信息，直观判断车灯质量。在车灯设置时，需要加大对外部质量的关注度，其直接影响的用户对汽车的看法，同时也决定是否购买该产品。内部质量与外部质量控制关联密切，如果车灯外部出现气孔、焦烧等表面缺陷，极可能因注塑成型条件不成熟引起^[2]。

（二）CAE技术在注塑成型中的应用

注塑为塑料成型常用的方式，该方式应用到塑料成型中，制作流程极为复杂，会增加产品制备的难度。在设计环节，需要关注注塑生产所用的材料、预算成本与工艺参数匹配等内容，工程技术人员与设计师会根据塑料成型需求，确定工作流程与各步骤内容，严格按照制定的方案开展工作。然而，我国当前缺乏专业技术人员，会对工作形成一定的影响，降低生产效率，难以达到生产任务。在我国注塑成型仍处于发展初期，经过近些年的研究，已经取得一定的成果，提高软件操作水平，但是与西方发达国家仍存在一定差距。

在华中理工技术研究实验室的长期努力下，使我国出现第1款自主研究的注塑模系统hsc2.0。华中理工技术研究实验室制作的系统较为先进，随后对系统进行优化升级，提高系统在注塑加工方面的应用效果。以某车灯塑料成型为例，图1为工作简图。使用该系统，以0.2～0.3mm的壁厚差异，调整模具壁厚分布情况。合理的应用技术，同时冷却等控制方式，使制造模具处在规定的温度区间。

图1 工作简图

（三）车灯注塑成型工艺参数分析

在车灯注塑成型时，冷却时间与塑化流动存在较大的控制难度，在注塑成型中模温与料温为主要温度，对车灯注塑成型有不少的影响，料温指料筒的温度，喷嘴与塑胶注塑时熔体温度一般指料温，影响热温的因素主要为喷嘴与注塑机筒温度，温度大小将会直接影响到熔体注塑充模和塑料塑化。结合大量生产经验，可以发现提高温度有利于改善冲模状况、提高分子传递效率，可以提高产品的综合性能。

模温为模具生产的外部温度，在设定该参数值需要确定模为温为最低值，从最低值逐步提高模具温度，严格要求模具温度，因为模具温度与模料冲磨有较大的关系。温度大小将会直接关系到模料流动性，会对制品性能形成影响，同时还会增加制造品在制备阶段的冷却时间。设定模具应该增加对温度的控制力度，在熔料粘度处于某一区间时，使用低温可以有效缩短注塑所用的时间。从掌握的数据发现，如果将冷却速率与升温值。维持在同一水平，可以规避成品外表面裂缝与凹凸等缺陷。另外，结晶塑料的温度与冷却速率有一定的关系，适当的提升温度可以提高工艺冷却速率

^[3]。

三、车灯模具工艺智能化展望

车灯注塑工艺因车灯类型众多，使其牵扯诸多技术，增加车灯成型工艺参数设置难度。当下在车灯注塑工艺参数设置时，仍然存在很多不确定性因素，要提高参数值的合理性，需要确定参数涉及的知识体系，同时应该在知识储备的基础上，结合车灯模具要求规范知识体系，这些为知识储备带来不小的难度。在车灯工艺知识运用等方面，发现当下工艺知识库发展较为滞后。因此，为提高车灯注塑工艺的整体水平，应该建立一套系统、准确的知识扩展体系，这是知识库系统能否具备较高应用价值的关键。当下技术人员与模具设计人员应该围绕着车灯工艺特性，结合信息技术、数据技术建立知识库，存储车灯工艺数据。在知识库中分设图标认知、公式形式、规则填补、表格呈现与实例运用5大类别。围绕车灯注塑成型技术，建立知识体系，成为该项技术持续发展的保障。

注塑成型工艺在设置时，应该明确消费者对产品质量的要求，在此基础上优化成型工艺参数。模具设计人员与工程技术人员研究注塑成型工艺参数时，会通过大量的试验测试不同工艺参数，收集实验数据，确定不同参数的制备效果，不断调整工艺方法，优化工艺参数，由此找到最佳的注塑成型方案。在注塑成型工艺参数优化期间，需要大量的实验数据作为基础，如果没有较长的探索，很难在数据不足的情况下，找到注塑成型工艺的制作规律。因此，当下应该加强对工艺试验等活动的投入力度，整理试验数据并建立工艺参数库，结合掌握的信息进行合理控制，由此降低生产效率，提高生产成本。车灯模具在设置时会因为形式众多，使制作工艺的影响因素也随之增加，会提高注塑成型工艺的控制难度。配置合理的工艺参数，成为车灯质量控制的要点^[4]。

结语：

在科学技术高速发展的过程中，汽车成为大众的必需品，车灯在汽车中有不少的作用。在大众对车灯质量提出较高要求的背景下，应该进一步增加对车灯技术的研发力度，优化注塑成型工艺参数，由此可以提高生产质量与效率，在保证正常企业利益的同时，还可以为用户推送高品质的车灯。

参考文献：

[1]李春玲.基于CAE技术的底盘上盖倒装注塑模设计[J].塑料,2020,49(4):5.

[2]林康.基于CAE分析的汽车通风盖板注塑模具设计[J].轻工机械,2019,159(03):82-85.

[3]郭恒亚,黄明,刘鑫.基于CAE技术的注塑工艺分析优化及产品试制[J].塑料工业,2020,048(002):88-91.

[4]米利波,张晓波.基于CAE模拟的注塑成型浇口设计优化与应用[J].合成树脂及塑料,2020,037(001):73-76.