摘要：文中介紹了汽車外飾的主要部件及應用材料，以保險杠為例重點闡述了汽車外飾注塑件感觀品質的設計方法及要求，并應用于量產車型中，均有效規避了注塑件外觀缺陷，大大提升了汽車外飾注塑件的感觀品質，為后續車型開發提供一定參考。
引言
汽車外飾在整車中主要起到美化、防護、安全等作用。為了追求整車造型美觀，像保險杠等外飾件分縫處圓角越來越小，為了滿足其他相關部件固定等需求，保險杠不可避免地需要優化一些內部結構，使得外表面不易出現外觀縮痕、熔接痕、翹曲變形等外觀缺陷。為了滿足整車造型需求，保險杠造型分塊越來越多，如何高品質控制好部件間外觀匹配已顯得尤為重要。
文中結合了以往汽車保險杠的外觀問題及實際工作中的經驗，主要研究了汽車外飾注塑件感觀品質設計方法及要求，通過迭代車型上的應用，有效提升了汽車外飾注塑件的感觀品質。
1、 汽車外飾件簡介
汽車外飾主要包括前后保險杠、進氣格柵、前大燈、尾燈、后視鏡、前后風窗玻璃、頂飾條等，如圖1所示。主要起美化、防護、安全等作用，也有部分特定位置具有一些專用功能。
外飾件常見的成型工藝有注塑、吹塑、模壓等，其中注塑類應用較為廣泛。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)等根據使用部位及功能不同，主要應用材料見表1。
圖1 汽車外飾主要部件
表1 外飾件主要應用材料
2、 汽車外飾件主要外觀缺陷
在實際生產制造中，汽車外飾注塑件還存在不少外觀缺陷，如填充不足、飛邊、縮痕、熔接痕、氣泡、翹曲變形等[1-2]。其中縮痕、熔接痕、翹曲變形等常見缺陷與產品設計強相關，出現在前后臉、側面的大型注塑件上就會嚴重影響整車外觀品質。
(1)填充不足：是指模腔未完全充滿，未能得到目標制品的形狀。
(2)飛邊：又稱溢邊、披鋒、毛刺等，大多發生在模具的分合位置上。
(3)縮痕：是指注塑品表面產生了凹陷情況。
(4)熔接痕：是指熔融的塑料分成兩道及以上進行流動，之后再匯合，此時由于流動樹脂的前端部分冷卻氧化進而難以完全熔合，最終產生的條紋。
(5)氣泡：是指在注塑制品表面出現微小氣泡，或制品厚壁內形成氣泡。
(6)翹曲變形：是指在注塑成型的過程中，制品內部出現應力，進而形成的變形。
3、 汽車外飾件感觀品質設計
除過模具及注塑工藝影響因素，注塑件外觀缺陷與產品的設計強相關,包括材料合理選擇與良好結構設計。
3.1 注塑件材料選擇
外飾部件材料通常要根據部件外觀定義、使用部位等進行選擇。因材料收縮率和結晶度對產品外觀缺陷影響較大，對于關鍵部件應優先選擇低收縮率材料，有利于規避產品外觀縮痕，控制產品尺寸。對于零部件長寬尺寸比例較大、外輪廓度要求較高等部件，須采用低收縮率材料。以外飾尺寸較大的保險杠為例，兼顧尺寸穩定性及外表質量，選擇低收縮率為0.5%～0.6%的改性聚丙烯材料對產品外觀會有較大改善。
3.2 注塑件結構設計
外觀縮痕、熔接痕、翹曲變形等是外飾注塑件常見的缺陷，通常與產品造型面、產品結構等設計強相關。正確的結構設計與合理的工藝相結合，才能制造出更優良的外觀產品。從造型到3D數據設計的全過程，做好產品外觀設計質量管控是尤為重要的。
3.2.1 造型圓角處縮痕規避設計方法
為了追求較小的造型分縫，部件分縫處圓角越來越小，但外飾注塑件外觀縮痕與造型面夾角、最小圓角強相關，對于形面夾角較小處就很容易產生縮痕，為了規避造型圓角處產生縮痕，注塑件圓角料厚與基本料厚越接近越好，以保險杠的改性PP材料為例，圓角料厚與基本料厚差值d≤0.3 mm，基本可以規避注塑縮痕，如圖2所示,其中R為注塑件內圓角，t1、t2為注塑件基本料厚，t3為注塑件圓角處料厚。
圖2 造型夾角圓角料厚要求
通過對不同造型夾角、不同造型圓角進行對比分析與測算，結合實際產品，在造型階段圓角與夾角滿足一定要求，就能有效規避塑件圓角處縮痕，否則很難靠調整工藝參數等規避注塑件外觀縮痕。
以基本料厚2.8 mm為例，當外造型圓角不小于R2.6 mm，內圓角R0.2 mm，造型夾角不小于69.5°，圓角料厚約3.1 mm，基本不會出現縮痕風險；對于造型夾角小于69.5°，可通過減膠的方式規避圓角縮痕風險，單邊減膠可減至2.0 mm，雙邊同時減，最薄可減至2.4 mm，如圖3所示。具體設計時可結合產品強度等要求，針對夾角較小處型面需關注模具強度及壽命。
圖3 保險杠圓角與造型夾角匹配
通過理論分析與實際驗證，外飾大型注塑件保險杠造型圓角與夾角關系見表2，基本可以有效規避圓角縮痕，要同步考慮模具強度及壽命。
表2 造型圓角與夾角關系 單位:(°)
3.2.2 結構處縮痕規避設計方法
為了滿足周邊部件的固定，注塑件背面通常需要做相關結構，導致局部外觀出現縮痕，對于保險杠等關鍵外造型面不允許設計有“狗窩”、加強筋等特征，一般按照以下設計要求，否則必須增加內襯板。
(1)加強筋厚度d不大于基本料厚t3/3，且僅允許布置在大圓弧面、翻邊面上，如圖4所示。
圖4 加強筋設計允許位置示意
(2)“狗窩”盡可能布置在圓角或翻邊等特征上，如圖5所示。
圖5 “狗窩”設計允許位置示意
(3)焊接/粘貼支架代替直接在保險杠本體上長“狗窩”等固定特征。
3.2.3 熔接痕、翹曲變形等規避設計方法
避免熔接痕出現在A面，結構設計要合理。注塑件中間位置多為進膠口，設計時首先要避免在Y0處開孔等結構，無法避免時需綜合考慮開孔深度，降低熔接痕風險。
避免產品翹曲變形，自由邊界處必須設計翻邊，以保證邊界的整體強度；若無法增加加強翻邊，應根據產品形狀增加橫豎向筋，橫條格柵可增加豎向筋，并且豎筋間距盡可能控制在120 mm以內。
4、 結束語
外飾件感觀質量在整車中越來越重要，特別像注塑件的外觀質量與造型、結構設計、生產制造工藝等強相關，產品設計全過程嚴格的質量管控是確保外觀質量的有效措施。文中結合實際工作中的經驗，梳理了汽車外飾件感觀品質設計方法及要點，且通過在量產車型中應用均有效規避了注塑件外觀缺陷，大大提升了注塑件外觀感知質量，為后續車型開發提供一定參考。
參考文獻：
[1] 邱志文.注塑制品常見缺陷分析及改善措施[J].裝備制造技術,2010(3):139-140.
QIU Z W.Common defects in injection-molded parts analysis and improvement measures[J].Equipment manufacturing technology,2010(3):139-140.
[2] 吳廣龍.汽車注塑件常見缺陷及處理方法[J].科技資訊,2014,12(30):49.
