汽车内外饰零部件质量与外观缺陷改善大解密课件.pptx

1、演讲主题：XXXXXXXXXXXX演讲嘉宾：XXXX公司名称：XXXXXXXXXXXXX2017 欧特克 汽车轻量化及供应链协作高峰论坛汽车内外饰零部件质量与外观缺陷改善大解密 2/73汽车内外饰产品介绍 一张图让你认识汽车内外饰的塑料零部件 3/73内饰仪表板总成、门板总成、侧围护板、座椅总成汽车内外饰产品介绍 4/73汽车内外饰产品常见的质量缺陷装配间隙肋位背面银纹浇口晕虎皮纹熔接线表面缩痕飞边外观质量问题 5/73虎皮纹 定义：制件表面上呈现的虎皮花纹状的，圆弧形的条纹间距陰影，容易出现在流程较长的内饰件等较大面面积的制件上，特别是材料添加了橡胶成份的更容易出现虎皮纹。 6/73虎皮纹成

2、因分析 高分子材料具有粘弹性，在压力作用下会体积收缩，当压力释放的时候，就会体积回复而膨胀。当聚合物熔体经口模挤出时,挤出物的截面面积比口模出口截面面积大，这种现象叫做出模膨胀(Dieswell)。1893年美国生物学家Barus首先观察到了这一现象,所以又称Barus效应,亦称出模膨胀。均匀冷却通常情况塑胶填充Flow Mark发生时金型表面金型裏面金型表面快冷边慢冷边金型裏面出现光泽差塑胶成波纹状光泽一致 7/73虎皮纹判別 8/73光泽差制品光源受光部鏡面光反射率光反射率低下光源受光部光 泽 测 试 原 理 9/73光泽差测定30303535404045451 13 35 57 79 9

3、11111313151517171919測定部位（）30303535404045451 13 35 57 79 911111313151517171919測定部位（）光泽（）无无Flow Mark部位部位Flow Mark部位部位测定部位光泽差光泽差光泽（） 10/73303035354040454550501 13 35 57 79 911111313151517171919測定部位（）測定部位（）不快不快303035354040454550501 13 35 57 79 911111313151517171919不满意不满意10以上以上光泽差10以下以下303035354040454550

4、501 13 35 57 79 911111313151517171919看不见看不见光泽差与虎皮纹的关系 光泽（）光泽（）光泽（）測定部位（） 11/73成功案例分享之一: 局部区域产生虎皮纹产品名称：仪表板上盖板产品尺寸：长度1460mm，宽度455mm产品基本厚度： 3mm 气囊区域厚度: 4mm产品重量：1920 g 塑胶材料： Basell Polyolefins TEO背景介绍： 此产品为外观件，要求有良好的表面质量，后续产品皮纹处理。在第一次试模时，外观面产生虎皮纹 12/73在第一次试模时，外观面产生虎皮纹案例1 13/73流道配置说明定模水路配置动模水路配置在整个流道配置中，

5、通过分析配置合理的进胶系统，优化产品的冷却水路。保证产品良好的充填效果和均匀的冷却效果。(本图为优化后流道系统和冷却系统) 14/734235实际成型工艺分析成型工艺注塑机海360熔胶温度 230C注射阶段注射阶段一段二段三段位置20017055流量354025VP切换位置：32mm保压阶段保压阶段一段二段三段时间2.08.01.0保压压力153520顺序阀设顺序阀设定定4号阀浇口2号阀浇口3号阀浇口5号阀浇口打开位置190956565关闭位置55553535注射阶段保压阶段顺序阀设置应用螺杆位置控制阀浇口的开关，保证分析与实际状态的一致性4253 15/73实际产品一侧出现虎皮纹，另外一侧外

6、观良好。察看分析结果发现此位置充填速度有明显的变化，料流前锋温度分布呈现楔角。改善思路为：尽量改善料流前锋的流动速度。保证流速均匀。（下图样品图黑色框出现虎皮纹） 外观缺陷 16/73分析流动状态与实际流动状态比对实际产品的流动状态与分析流动状态一致。由于产品厚度影响造成产品左右充填不平衡。 17/73外观缺陷22经过moldflow分析后，控制2号浇口在螺杆位置在50mm时开启，此时，产品体积充填90%。降低蓝色圈内的速度变化。实际成型时经验证，虎皮纹缺陷得到明显改善。（下图为改善后样品）345 18/73产品名称:左下护板；材料：PP+T20案例2：调整注射速度消除虎皮纹虎皮纹虎皮纹 19

7、/73采用低速注塑，射速在20%以下时，虎皮纹和条纹均消除；低速下虎皮纹和条纹消除解决措施一 20/73采用高速注塑，射速在90%左右时，也可以虎皮纹和条纹调整到没有；高速下虎皮纹和条纹消除解决措施二 21/73虎皮纹产生于熔体流动湍流、波动和滑移的状态；要避免虎皮纹，就要求剪切速率处于一个较低或者较高的状态，注塑工艺上可以低速或高速；案例2小结 22/73产品名称:副仪表板护板材料: PP+T15案例3：改大浇口和流道消除虎皮纹现状调查：两个浇口顺序打开，由于流程较长，虎皮纹明显；两个浇口同时打开，虎皮纹消失，但出现熔接线，NG；流道和浇口设计不合理，浇口很小且为矩形，没有渐变过渡，压力损失

8、大 23/73解决措施：流道尺寸加大2mm；加大浇口宽度和厚度，降低压力损失，同时做成渐变型浇口。案例3：改大浇口和流道消除虎皮纹 24/73改善后的制件外观案例3：改大浇口和流道消除虎皮纹 25/73虎皮纹其他方面的原因材料上：材料流动性偏低；增韧体系含量高；小分子等气体易产生，导致流动不稳定；材料流动性能随着温度的变化波动比较明显。模具设计上：制件的尺寸较大；壁厚较薄；浇口太小，数量少和位置不当导致部分浇口充填区域过大，流经的路径过长；制件结构负责，曲面多，孔、筋位、转向等结构角度，皮纹特殊或者皮纹深度较深。设备上：能否提供必要的模温；注塑机在低速下的动力是否够劲；注塑机的温度控制能力；热

9、流道系统的温控精准性。 26/73银纹和料花问题改善研究肋位背面银纹由于吸入空气和空气的窜流,在骨位旁所形成的空气纹.在壁厚变化处所形成的空气纹. 27/73注射成型充填过程中产生的气泡如左下图所示经熔胶前沿(melt front)之喷泉流(fountain flow)拉伸并翻卷至模壁，被冷却固化的塑料定位在制品表面。 其成白色线条状者，称之为银纹，成白色团块状者，称之为料花。气的来源可能是：一、塑料降解(degradation)、气化而产生的瓦斯气(gas)； 二、水气； 三、空气； 四、塑料成分中易挥发物质，如润滑剂在高温下挥发的气体。银纹和料花都是气痕银纹和料花成因分析 28/73案例一

10、：项目背景 2016年开发的模具 复制模具 外观件:黑色;蚀纹 长宽高 49316948 结构：斜顶4个，滑块2个 薄壁 2.3mm 材料:ABS 型腔数1*1某OA产品的-外观件-黑色（49316948）表面处理 幼纹： HN1007 粗糙度 400600 蚀纹深度（u）1116表面晒纹 29/73案例一:模具结构项目背景原有的设计方案介绍产品结构、模具设计、材料及工艺介绍目前存在的问题（配图）由于是外观件为了避免外观结合线采用1点搭底进胶 1出1结构模具偏心 冷流道2板模搭底扇形：16mm*1mm浇口设计冷却设计前模后模 30/73案例一：难以解决的外观问题GATE缺陷：三条发白的亮痕(银

11、纹） 31/73缺陷的原因分析咦，这里好像是滞流啊但是能确定是这个原理么？竖筋也看到密密的流动等值线；为什么很多竖筋是没有这样的痕迹啊？项目质疑分析能再靠谱一点么？被质疑了，不对？！ 32/73表面蚀纹与Moldflow流动分析外观问题是产品做了蚀纹以后缺陷更加明显那么，表面蚀纹，这么幼的纹，对流动是否有影响呢？很多老师傅都曾说，型腔表面的粗糙情况是对于流动有影响的。可是我们模流分析往往假设是忽略这些纹路的影响如何模拟 细皮纹呢？如何分析呢？Moldflow能设定表面的粗糙度？Moldflow 没有提供这个功能啊！摆在CAE面前似乎没有办法去模拟了（本产品：妮红HN1007幼纹）3D模型是不会

12、有蚀纹特征的吧 33/73Moldflow仿真蚀纹模型假设实实验验滑移指滑移指数数蚀纹模型蚀纹模型设定设定间距间距设定分布设定分布宽宽蚀纹深蚀纹深蚀纹模型蚀纹模型长度长度A2.5HN10070.60.60.01560B2.0HN10070.30.30.01560C1.0HN10070.30.30.01560由于电脑配置有限，暂时只分析了 假定模型A；来进行定性分析。1，假设蚀纹深度都是统一的，2，蚀纹颗粒分布间距是均匀一致的。模型图片用于仿真蚀纹的假设和模型介绍 34/73分析滑移流动动画没有分析滑移流动动画3h22hMoldflow蚀纹仿真的模型假设3DMesh3DMesh网格网格 数量：数

13、量：255255万万 35/73（皮纹模型） 无滑移分析，（皮纹模型） 滑移分析+惯性蚀纹面流动滑移及惯性效应Moldflow仿真研究速度动画结果 36/73分析滑移 没有分析滑移L 2因为滑移和惯性效应综合作用，等值流动前锋的最前端和最后端之差L2；明显比没有做滑移分析的L1值长L1在流动前锋经过B处凹坑特征后，前锋的波峰高值L3明显变小，在L发生变化的区域，恰巧与实际发生A缺陷外观痕迹相吻合L 3B蚀纹面流动滑移及惯性效应Moldflow仿真研究 37/73蚀纹面流动滑移及惯性效应Moldflow仿真研究流迹线，路径线结果流迹线，路径线结果这个结果与实际情况气纹发生的情况十分吻合！ 38/

14、73蚀纹面气纹原因解析虽然很小但是你好真的“坑“啊微小滞流区 39/73再来仔细看一下 气纹发生的动态结果 40/73随着流动距离的增加，这种痕迹有增大的趋势，这说明了流动前端在后模光面发生的滑移越来越大的，从Moldflow理论分析结果看，外观面的摩擦对表面是有严重影响的。随着流动距离的继续增加，这个前锋最前端，会向下移动，滑移现象会更加明显。L2突然变小至L3已经可以将证明了困气为什么在凹坑对应位置前模表面产生的原因。缺陷产生过程的机理：流动方向流动方向分析认为产生这种缺陷 有3个要素:1，流动的速度方向与凹坑方向垂直2，速度达到一定数值，使剪切应力超出临界值3，前后模不同的结构: a模具

15、表面的粗糙度 b 凹坑 41/73基于Moldflow仿真结果的缺陷改善方案对策建议1对策建议2前模表面：皮纹深度后模增加皮纹（深度要求比前模纹路深）对策建议3增加浇口宽度，宽度加宽到原来的1.5倍（30mm）对策建议4 42/73基于Moldflow仿真结果的外观改善验证示例 改善前改善后 43/73基于翘曲装配模拟分析解决装配间隙问题 44/73问题1：如何评价柔性件翘曲？问题2：各个零件翘曲对总成装配后的间隙段差的影响是怎样？GD&T图纸Moldflow翘曲变形问题提出：柔性件翘曲如何评价？ Moldflow翘曲标准（自由状态）GD&T图纸公差（装配状态）！柔性件GD&T图纸轮廓度公差是

16、基于装配状态给的！ 1.5Moldflow分析的翘曲是自由状态的，是顶出时刻的变形！解决方法：Moldflow+Helius+结构CAE模拟装配状态，直接评价间隙段差及装配应力！ 45/73柔性件传统翘曲优化模式VS基于翘曲装配模拟模式结构设计数据发布翘曲分析以装配定位基准为测量基准，依据经验对翘曲量初步评估单件结构优化：壁厚设计加强筋设计结构补强或弱化经验法则总结NG浇口定义翘曲量满足装配要求分析完毕Yes（Today）传统模式不满足装配要求NG分析完毕NG(Upcoming)改进模式1.经验难判断翘曲是否满足装配！2.单件翘曲优化困难；Helius+结构CAE装配模拟分析装配结构优化：定位

17、设计安装点分布设计限位设计以GD&T图纸评价变形；评价装配应力不满足图纸公差OR装配应力过大传统模式缺点：1.结构的多样性带来的判定误差；2.单件结构优化不能解决所有装配变形；3.变形评价凭经验！改进模式优点：1.判定依据更加明确（GD&T）；2.更全面的装配变形解决方案：工艺优化+单件结构优化+装配结构优化3.直接模拟装车状态、评价更直观。 46/73如图区域间隙，02.1mm如图区域间隙，00.9mm 某车型前门内饰板在样车试制阶段与钣金贴合间隙不均，不能满足GDT公差要求。门饰板Y向变形导致装配间隙案例：某车型门饰板装配间隙优化问题来源 47/731.5mm 2.5mm某车型门饰板装配间

18、隙优化原因分析及单件结构优化翻边收缩小翻边收缩小主壁收缩大主壁收缩大全要因收缩要因取向要因拐角要因是是是是单件结构优化方案单件结构优化方案 48/73某车型门饰板装配间隙优化单件结构优化结果变形降低0.8mm改善31%变形降低0.45mm改善28%变形增加0.3mm不利改善间隙：02.1mm 单件翘曲优化不能解决问题！怎么办？下一步： 应用Moldflow+helius+结构CAE分析软件相结合，导出Moldflow计算的内应力和材料模型，计算零件装配状态下的变形，从装配上寻求结构更改的方案。 49/731.87mm0.75mm通过对比分析发现： 出现变形的位置及变形大小，与实际发生状态基本一

19、致，现有装配结构不能控制门板翘曲，必须进行装配方案优化。某车型门饰板装配间隙优化基于翘曲装配模拟分析 50/73某车型门饰板装配间隙优化装配结构优化方案1、下图拐角变形位置增加筋位进行Y向限位。2、下拐角变形位置卡座面向内移动1mm，进行过约束。 51/73某车型门饰板装配间隙优化装配结构优化结果0.35mm0.2mm通过对分析结果评判，确定采用装配结构优化方案。整改后满足满足GDT图纸图纸0.5mm的公差要求的公差要求（满足要求） 52/73案例总结：基于翘曲的装配模拟分析的意义123基于翘曲的装配模拟分析直接将变形分析结果和G&DT图纸公差相联系，对柔性件翘曲判断提供了有效的判定依据。在开发前期提出基于翘曲的装配CAE模拟验证概念，装配设计、结构设计与工艺设计相结合，项目开发前期即可对产品变形引起的间隙段差进行更全面的优化，提升产品一次成型合格率。对翘曲评价标准的持续优化与提升提供帮助。1可同时考虑多个零件翘曲对总成装配间隙段差的影响4