车灯更炫，注塑更酷

概况

汽车工业的飞速发展对照明系统提出了越来越高的要求，它的任务是在夜间或能见度低的情况下，向驾驶员、乘客和交通管理人员提供照明，对其它车辆和行人起提示及警告作用。汽车照明质量的好坏对行车安全非常重要，更清楚的视线意味着更高的安全性，因此当今世界各国的法规都对汽车照明有着严格的要求。

汽车照明主要由灯具、电源和电路三部分组成，其中灯具是汽车车身上不可或缺的重要安全保护装置和装饰件，分为照明用的灯具和信号及标志用的灯具，照明用的灯具有前照灯、防雾灯、后照灯、牌照灯、顶灯、仪表灯和工作灯，信号及标志用的有转向信号灯、制动灯、小灯、尾灯、指示灯和警报等等。

汽车灯具的设计不但要符合法规上安全性的要求，还要满足视觉和功能性等其它方面的要求，如外型要与整个汽车的外型融为一体，美观实用，密封性好，透光度大，符合空气动力学的要求，使驾驶员和乘客感到舒适、方便。因此，车灯的设计技术也随着汽车工业的发展而日新月异。

基本成型加工技术

车灯一般由底座与灯壳组成，底座的材料通常为热固性材料—— BMC(团状模塑料)，灯壳（又叫灯罩）则可由PMMA、PP、ABS、LSR、PC等材料加工而成，重量都很轻，通常为双色或者三色，为设计师提供了极大的自由度。塑料在汽车照明技术方面具有特殊的潜力：利用最先进的LED技术和集成的密封功能，经典的多色多物料成型技术得到了增强。汽车中的光学部件越来越多地是用透明塑料而不是玻璃制成了，一方面，注塑型塑料部件提供了更大的设计灵活性；另一方面，它们明显更轻，减少了车辆的燃料消耗和二氧化碳排放。车灯产品在整个注塑行业和整个汽车内外饰行业，都可算得上是精密度比较高的产品。

多色多物料注塑是当前汽车车灯领域较为流行的先进注塑方式之一。最近几年多色多物料注塑机技术在车灯领域的发展呈现出以下几大特点：
◆ 向大型化发展，锁模力在几百吨以上，满足车灯业对大型多色机的需求。
◆ 注射单元向精密化发展，传统油压式能耗能高及精度不佳，污染及噪音大，全电机的成本较高，油电混合方式更受欢迎。
◆ 注射单元可釆用平行同向、平行对向、水平及垂直L型、Y型同向单缸射出结构。转动结构从最早的齿条结构，到油压马达驱动，再到伺服电动驱动，被不断优化提高，转速及精度均有大幅提升。油路可选择ACC蓄压高速射出及闭合回路设计。
◆ 注塑单元可移动功能的实现，使多组分注塑机具备多样功能及弹性生产模式。
◆ 转动轴向垂直化发展，水平旋转模具在多色机的运用已经从小型250吨扩展到大型2300吨的机器。
◆ 为了确保PMMA和PC等透明塑料被温和塑化，确保注塑部件始终具有最高的光学质量，螺杆要有特殊的几何形状和止回阀。长径比（L/D）在21-23之间，表面粗糙度需极光滑，避免积料，并提高电镀层厚度以耐腐蚀。

例如，ENGEL公司带水平转盘的duo COMBI M型双组合的机器设计，与标准的双组分机器相比，减少了工程所需的锁模力和成本开支。此外，两个注射单元位于机器轴线的中心，彼此相对，便于控制锁模力和控制工艺。这样紧凑的机器设计产生的效果是，相对于锁模单元的尺寸，成型部件能尽可能做到最大。

伊之密公司结合两板式注塑机平台，推出MultiPro-M水平转盘对射成型方案，可覆盖500-3400吨的两板机，容纳模具最重可达81吨，适用于生产大型双色产品，如汽车前大灯及尾灯、天窗、落雨槽、内饰件等。相较于垂直转盘，水平转盘对射成型机在相同拉杆间距下，模具利用范围更大，特别适应更大外形尺寸的注塑模具，相同锁模吨位下，满足更大型的双色制品成型。MultiPro-M水平转盘对射成型方案已被银宝山新、比亚迪等客户引进，用于生产车灯灯罩等产品。

LSR材料车灯的注塑

液态硅橡胶（LSR）材料具有非常良好的光学特性，且耐高温，能提供抗紫外线和高电绝缘功能，并大大提高设计自由度，正在迅速成为汽车车灯领域应用的一种特定材料。

LSR的成型需要高精度和工艺稳定性，在今年的Chinaplas展会上，阿博格（Arburg）和德马格（Demag）这两家德国注塑机制造商均展示了专门针对LSR材料汽车车灯注塑的设备。阿博格首次在国际展览会上展出Golden Electric黄金款电动系列LSR版本的Allrounder机器，该机器专门按照亚洲市场的需求研发，为汽车工业制造工艺复杂的透镜，比如用于轿车的矩阵式大灯。它采用了三排共33“像素点”的设计，每个像素点后可安装独立LED光源，配合车身传感器可独立控制每一颗光源，给车灯带来无限可能。LSR产品周围采用PBT+GF30材料作为骨架，阿博格注塑机在100秒的生产周期内生产出两个高透明LSR矩阵透镜，由机械手进行嵌件上料，从模腔内取出成品，移动至整列工站进行冷却，进而送入激光站进行灯光测试和二维码信息打印，使得每个产品可以100%追溯制造数据。阿博格与其他厂家的硅胶车灯区别在于其有PBT骨架，可弥补LSR本身由于硬度低带来的组装问题。

而德马格公司在特殊的IntElect 130机器上成型矩阵车灯。最新的IntElect系统采用低粘度材料，实现了极其精确的注射控制。该机器采用特殊设计的螺杆，范围从14mm到45mm，改进的塑化装置，专为LSR设计的关闭喷嘴，以及弹簧加载的止回阀，以实现最高的生产一致性。

车灯注塑不良之对策

车灯产品的不良，大部分是注塑工艺本身造成的。出现不良时必须综合考虑，才能真正找到不良产生的原因，对策改善才能取得成效。
◆ 烧焦——在塑件的表面或内部出现许多暗黑色的条纹或黑点，称为烧焦或糊斑。产生的原因有注射速度过大，熔体的温度高，注射压力大。解决方法有：降低注射压力，多段减速注射、模具抽真空。
◆ 银纹——原料水分是产生水气银丝纹的原因，需要彻底烘干胶粒；熔体温度过高，需要降低熔胶温度；注射速度过快，需要降低射速。
◆ 气泡——注塑件内部有孔隙，气泡是制品成型后内部形成体积较小或成串孔隙的缺陷。产生原因有原料水分含量过多，烧烤时间生及烘料温度低，以及保压时间不足，冷却不均匀或冷却时间不够，熔体温度与模具温度过高，引起挥发分释出形成气泡。解决方法有：提升背压，降低熔胶温度，釆用除湿式干燥机，增大浇口或流道尺寸。
◆ 结合线——这是在塑料件表面的线状痕迹，由塑料在模具内汇合在一起所形成，而熔体在其交汇处未完全融合在一起，彼此不能熔为一体即为结合线（熔接痕）。产生的原因有原料中含水分较多或挥发物含量过高，熔体温度过低，熔体注射压力过低，模具冷却系统设计不合理，熔体在模中冷却太快且不均匀。解决方法为提升熔胶温度，提升填充速度，提升排气和模温。
◆ 毛边——在注塑件四周沿分模线的地方或模具密封面出现的胶料就是毛边（飞边、披锋）。产生的原因包括注射压力过大，熔体温度高，注射量过多，使模腔内压力过大。解决方法是提升锁模力，降低充填压力，降低熔胶温度。
◆ 缩水——注塑件表面不平整、不光滑、向内产生浅坑或陷窝。产生的原因有注射压力过低，速度太慢，注射时间和保压时间太短。解决方法有增加保压压力及时间，更换止回阀。

实际车灯生产案例

海拉（HELLA）公司是汽车照明和电子产品的专家，遍布约35个国家和地区，拥有超过125个工厂和3.9万名员工，已成为汽车行业最大的零部件供应商之一。HELLA以汽车照明系统起家，产品主要有前大灯、尾灯组合、内饰灯以及照明电子设备，产品开发主要集中在以光学为基础的驾驶辅助系统和LED灯。在2019/2020财年的总营收达70亿欧元，其中仅照明电子就贡献了58亿欧元。以前，对于HELLA的生产来说，连续生产就是要坚持生产熟悉的产品，该公司过去比较依赖欧洲品牌的服务。但现在变了，HELLA全球使用的第一台电动注塑机是来自中国海天的长飞亚ZE系列。虽然长飞亚电动系列的开发同时有德国和中国根源，但海天是第一家能够用性能、效率和质量说服HELLA负责人的非欧洲品牌注塑机生产商。刚开始HELLA位于斯洛伐克西部的Kocovce工厂还不大相信海天能够生产可靠的注塑机，但现在，他们可以熟练使用长飞亚的产品，没有任何问题，不论是售后服务还是技术支持，都非常满意。

富强鑫公司在汽车产业经验丰富，车灯客户好评如潮，比如比亚迪集团长期使用富强鑫注塑机，遍布其设在深圳及西安等地的汽车零部件生产厂，去年再添湖南厂支持，于去年初顺利进驻4台大型注塑机在衡阳工厂生产车灯，分别为2台FB-1600R配置电动转盘的三色机，以及2台LN-1700二板机，不仅高精准高良率，更可大幅缩减30%以上占地面积与50%以上节能效果。

未来前瞻

无人驾驶、智能化、5G技术……琳琅满目的新技术正在推动汽车工业的巨大变革。未来的汽车，哪个部分将成为受关注的焦点？照明系统！日间行车灯，汽车氛围灯，智能灯光，全息显示……更炫更酷的灯光设计，将成为5G时代体现汽车设计的核心要素之一。与此同时，内外饰与照明系统越来越多的整合应用将为车灯制造技术带来全新的挑战。在这样的大环境下，多色多物料注塑成型已经发展成为车灯制造领域关注度最高的技术之一，当然还包括模具、自动化技术。车灯更炫，注塑更酷！

来源：荣格-《国际塑料商情》


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