为什么汽车保险杠都是塑料的而不是铁的

汽车塑料件的应用对于降低汽车质量、节约燃油、促进环保以及可回收利用等方面都有显著优势。汽车塑料件大多数采用注塑成型，虎皮纹、表面复制不良、缩痕、熔接线、翘曲变形等，是汽车注塑件常见的缺陷，这些缺陷不仅与材料有关，还与结构设计、模具设计和成型工艺有很大关系。今天就和大家一起来分享几个保险杠注塑常见的问题以及解决方案!

一、压力线

如图所示，保险杠雾灯周围有明显的压力线，影响制品外观和表面质量，由于保险杠属于汽车外表面的部件，对表观质量要求比较严格，产生压力线会对其表观质量产生严重影响。

1. 材料主要工艺参数

名称：保险杠

材料：PP

颜色：黑

模具温度：35℃

浇口方式：针阀式浇口

2. 可能原因分析及改善措施

模具方面：本案例制品中雾灯周围的孔附近设置有浇口G5，当此浇口打开时，由于孔的影响，造成孔两侧的压力重新达到一个平衡形成的压力线。

案例中所述的压力线实为潜流线，往往出现在是熔接痕所在的区域，这类压力线出现的机理如下图所示，解决方法是尽量使熔接痕周围的压力差减小，或使压力差不足以推动正在固化的熔体移动。

二、虎皮纹

虎皮纹经常出现在保险杠、仪表板、门板和立柱等面积较大的汽车注塑件上，是一种波浪形条纹的表面缺陷，大约垂直于熔体流动方向，在制件表面上形成光泽不同的刻印，看起来就像老虎皮上的花纹一样，俗称虎皮纹。

1.虎皮纹一般在什么地方出现？

虎皮纹容易产生在壁厚较薄、流程较大的制件上，它具有以下特征：(1)注塑件表面出现呈周期性变化的明暗交替的条纹(2)条纹大致垂直于熔体的流动方向(3)条纹分为亮区和暗区，亮区的光泽度高，暗区的光泽度差(4)如果制件的正面是亮区，则背面是暗区，两者交替出现。

2.为什容易出现虎皮纹？

材料中的增韧体系越多，虎皮纹现象越容易出现”。韧性差的材料很少会出现虎皮纹现象，如增强材料、非增韧的尼龙、PBT等材料成型过程中很少有虎皮纹产生。应用于汽车注塑件的PP材料，由于要求有较高的冲击性能，添加了EPDM、POE等增韧成分，非常容易出现虎皮纹缺陷。

3.如何改善虎皮纹？

1)在模具设计方面增加流道直径，扩大浇口的厚度和宽度是消除虎皮纹的有效措施。浇口厚度最好达到壁厚的0.7～0.8倍。此举的目的是降低熔体在流道和浇口中的压力损失，减小进入型腔时的出模膨胀效应。

2)在注塑工艺方面提高熔体温度和模具温度，调整注射速度，有利于消除虎皮纹。一般情况下，采用较低的射速有利于消除虎皮纹，因为低速下熔体流动更稳定。

三、料花

汽车保险杠附近的料花状冷料不仅影响制件表观质量，也会影响其机械性能。汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。一般选择机械强度较好的PP。

1.材料主要工艺参数

名称：汽车保险杠

材料：PP颜色：黑色模具温度：55℃浇口方式：侧浇口

2.可能原因分析及改善措施

制品模具方面：本案例制品所采用的模具中分别包含热流道与冷流道，但冷流道上没有设计冷料井，直接连通在制件上。

成型工艺方面：对于注塑工艺方面，观察发现有的针阀浇口封胶不严，浇口上有残余的冷料，封闭针阀的气压很低，起不到封胶的作用。本案例通过使用气压增压泵提高封针气压，热浇口不再漏料后冷料消失。

4.重点提示

下图是典型的热流道喷嘴的结构，可以看到，其喷嘴前端与模板接触，虽然接触面积有限，喷嘴前端的热量还是会向较冷的模板传导此外，喷嘴周围由于冷却的需要，有时还存在冷却回路，这样进一步增加喷嘴前端温度过低的可能性。喷嘴前端的温度较低，导致其前端存在少部分冷料，特别是封针封胶不严时，熔体溢出，更易形成冷料，因此热流道喷嘴转冷流道时，建议在冷流道上也设置冷料井。

四、起皮

汽车保险杠制件表面大，缺陷不良率低，很难发现起皮缺陷，但此缺陷严重影响制件外观质量。下图是某项目的保险杠表面出现分层起皮，不良率3-5%，随机出现在制件表面。由于制件表面大，缺陷不良率低，因此很难发现，但严重影响制件外观质量。

1. 材料主要工艺参数

2. 可能原因分析及改善措施

成型工艺方面：对于本案例制品判断可能是由于冷料引起。通过检查发现料温和热流道温度都正常，模具所采用的开放式热流道也正常。由于生产时采取手动取件，取件时间较长时，造成每个热嘴均出现不同程度的流涎。通过缩短取件时间后发现，热嘴流涎现象得到有效改善。因此，有可能是流涎产生的冷料被冲到型腔中造成分层起皮，而现场也发现正是工人取件时间的长短决定了下一模产品是否产生分层起皮。针对于此，本案例制品采取的解决措施是：将注塑机的射退距离从16mm改至20mm，热嘴不再产生流涎，制件上也没有再出现分层起皮。

4. 重点提示

冷料冲入型腔可能会引起分层起皮。冷料的来源可能是料温过低、喷嘴温度过低、流道没有设置冷料井或冷料井长度不足、热流道温度过低、模具温度过低等。

五、鼓包

汽车保险杠，表面有鼓包，位置大致固定，位于行李箱盖板对应的转折位置，产生几率很高，产生鼓包会对其表观质量产生不良影响。

1. 材料主要工艺参数

名称：汽车后保险杠材料：PP+EPDM+TD15颜色：黑色重量：3800G浇口方式：侧浇口

2.可能原因分析及改善措施

1)制品结构方面：观察鼓包位于行李箱盖板两侧对应圆弧位置，左右两边的圆弧都出现鼓包，几率有所差异鼓包有时明显鼓起，有时只是轻微的凹凸不平，很难发现，喷漆后非常明显采用电吹风在600℃下烘烤，轻微的鼓包迅速鼓起。取表面有轻微凹凸不平的产品，剖开断面都看到有孔。

2)制品模具方面：鼓包位置对应的模具部分没有开设排气槽，注塑过程中气体难以排出。因此在模具上增设排气槽。

3)成型工艺方面：找到鼓包部位对应的螺杆位置，该段采用低速注塑。最终解决鼓包问题。

4.重点提示

采用电吹风烘烤，也是一种辨别引起鼓包原因的方式。本例中，采用电吹风在600℃下烘烤，轻微的鼓包迅速鼓起，说明是由气泡引起。

汽车塑料上色牢固的操作如下：1、退火：塑料成型时易形成内应力，涂装后应力集中处易开裂。可采用退火处理或整面处理，消除应力。退火处理是把塑料成型件加热到热变形温度以下，即60度，保温2小时。由于采用此种工艺需要大量的设备投资。因此，可采用整面处理的技术，即配置能够消除塑件内应力的溶液在室温下对塑件表面进行处理即可。

2、除油：塑料件表面常沾有油污、手汗和脱模剂，它会使涂料附着力变差，涂层产生龟裂、起泡和脱落。涂装前应进行除油处理。对塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后进行化学除油化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水最后清洗干净，晾干或烘干。

3、除电及除尘：塑料制品是绝缘体，易产生静电。带电后容易吸附空气中的细小灰尘而附着于表面。因静电吸附的灰尘用一般吹气法除去十分困难，采用高压离子化空气流同时除电除尘的效果较好。

4、喷涂：塑料涂层厚度通常要喷涂23道才能完成。一道喷涂后晾干15分钟，再进行第二次喷涂。需要光亮的表面还必须喷涂透明涂料。涂后的制件对于阻燃性能基本没有影响。

5、烘干：涂完后可在室温下自干，也可在60度条件下烘烤30分钟。

随着紧凑型，微型汽车的增多，其所使用的塑料制品也相应朝着体积轻量化，结构复杂化发展。在此情况下，一些薄壁注塑产品越来越出现在一些车型上。

翘曲变形是汽车薄壳塑料成型中的常见缺陷之一，因为涉及到对翘曲变形量的准确预测，而不同材料、不同形状的注塑件的翘曲变形规律差别很大。翘曲变形问题的存在会影响注塑件的形状精度和表面质量，当翘曲变形量超过允许误差后，就成为成形缺陷，进而影响产品装配。

翘曲变形是指注塑件的形状偏离了模具型腔的形状。由于翘曲变形不仅影响产品装配和使用性能，而且影响产品外观质量。翘曲变形程度已成为评定产品质量的重要指标之一。

引起塑件翘曲变形的'机理和要素翘曲主要与塑件结构、模具设计以及成型工艺三方面有关。由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大，使得制件各向收缩率不同而翘曲。

一 模具设计方面

(1)浇口位置不当或数量不足。

浇口的位置和数量不仅影响流动的平衡，还将影响填充结束时的体积收缩。浇口位置分析的目的是要根据零件结构，找到为使流动达到平衡的最佳浇口位置，以尽可能减少制品缺陷，从而获得质量好的产品。

(2)顶出位置不当或制品受力不均匀。

二 成型工艺方面

(1)模具、机筒温度太高。

只提高温度会使翘曲变形增大，而同时提高注射速度，则可减小翘曲变形量。

(2)保压压力太高或注射速度太快。

提高注射速度可以使注射时间大大地缩短，但锁模力要有所增加提高注射速度可以起到减小翘曲变形的作用。但增加注射速度会增加制品成型过程中表面剪切应力。

(3)注射时间太长或冷却时间太短。

三 塑件结构方面，塑件的结构是决定其本身翘曲变形程度的关键。

塑件壁厚不均，变化突然或壁厚过小。

厚壁不均的塑件，不同区域温度、压力和流速的不同，会引起收缩率的差异，进而引起塑件的翘曲变形和参与内应力。

设计塑料制品时，应首先选定工程塑料材料，而能进行精密注塑的工程塑料又必须选用那些力学性能高、尺寸稳定、抗蠕变性能好、耐环境应力开裂的材料。

其次应根据所选择的塑料材料、成品尺寸精度、件重、质量要求以及预想的模具结构选用适用的注塑机。在加工过程中，影响精密注塑制品的因素主要来自模具的精度、注塑收缩，以及制品的环境温度和湿度变化幅度等方面。

影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素，而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。

注塑过程是把塑料从固态粉料或粒料向液态熔体又向固态制品转变的过程。从粒料到熔体，再由熔体到制品，中间要经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用，在这些场的共同作用下，不同的塑料热固性或热塑性、结晶性或非结晶性、增强型或非增强型等具有不同的聚合物结构形态和流变性能。凡是影响到上述场的因素必将会影响到塑料制品的物理力学性能、尺寸、形状、精度与外观质量。

希望能帮到你，若还有其他关于改性塑料的问题，可以继续追问^_^

没错，塑料车身零件最主要的优点当然是轻了，最主要的驱动力也是重量的压力，但是除此之外，也有很多其他的好处。首先是没有了腐蚀问题，不用担心将来会锈穿，所以现在很多电瓶托盘都用塑料的，万一漏液了也不怕。其次是不用焊装，可以实现模块化的装配，对提高生产效率很有帮助。大众全系采用了集成了水箱、散热器、风扇的塑料水箱框架。此外，塑料零件可以做出较复杂的加强结构，对提升刚度和模态很有帮助。别克林荫大道的备胎仓就是塑料的，模态远高于其他车型。除此之外，还有很多其他的优点，比如可以采用不同颜色等等。

软性材料多半是聚氨酯一类的。是采用一种塑料发泡工艺，材料内部像海绵一样有很多气孔，软性材料比较厚，有利于隔音。视觉个手感上都好于硬质塑料。

两者只有舒适性上的区别。不过车内饰的软塑件较多，档次感更高。

要说到使用，我开过08款奥德赛，中控台就是硬塑的，中午太阳光强烈的时候中控台反光，使得前挡风玻璃很花（中控台映在玻璃上），视线有些模糊。伊兰特悦动也是。

帕萨特的中空是软塑的，没有这个现象。宝马X5的也没有。我认为软塑材料对光的散射作用好一些，不那么反光。看上去更柔和

汽车上的各个部件，每个部分的形状都是独特的，几乎没有相同的。许多人觉得很奇怪:是什么样的技术方法可以把金属、塑料等变成汽车上的零部件能。事实上，这涉及一个非常复杂的主题:汽车制造技术。

这些零件是汽车制造过程的一部分，称为汽车零件制造过程。从原材料到零件的第一步是制造零件毛坯。汽车零件毛坯的常见类型包括铸件、锻件、冲压件、焊接件和粉末冶金件等。因此，汽车零部件的加工技术包括铸造、锻造、冲压、焊接、粉末冶金、塑料成型等。

铸造是汽车制造过程中最常用的毛坯生产方法。约占汽车总重量10%的零部件是通过铸造获得的。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围不断扩大，如曲轴、连杆、齿轮等过去由锻造技术制成的零件，逐渐被铸件所取代。

锻造是汽车零部件制造过程中的另一种常用方法，常用于受力复杂的重要钢件。冲压技术广泛应用于汽车行业。全金属薄壳结构，如车身上的覆盖件和结构件，以及形成车身的零件，基本上是通过冲压工艺生产的。

焊接在汽车装配过程中占很大比例。有一种工艺叫焊接装配工艺，就是通过焊接将各种冲压件装配到车身上，许多零件也是通过焊接装配的。专用自动焊接机和弧焊机器人工作站广泛应用于汽车制造和生产。其中，激光焊接是最先进的，已经在一些车辆上得到广泛应用。

粉末冶金零件在汽车中的应用越来越多。如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。汽车上有大量橡胶、塑料、陶瓷等复合材料，如保险杠、车门衬板、工作台、密封条、油箱等。它们是如何制造和成型的？这涉及非金属材料的成型过程。

这样加工的汽车零件不是真正的零件，表面仍然很粗糙，尺寸精度不能满足要求。这就需要机械加工了。除了机械加工方法之外，还有一些零件很难通过普通机械加工进行加工。在这种情况下，需要做特殊加工。

机械加工完成后，需要在汽车零部件真正完成之前进行最后一道工序，即热处理。以上就是制造汽车零件的工艺方法。可以看出，汽车零部件制造业几乎涉及社会的所有部门，尤其是工业制造业。

汽车用塑料有很多以往传统材料没有的优点，主要表现在重量轻、有良好的外观装饰效果、有多种实际应用功能、有良好的理化性能、容易加工成型、节约能源，可持续利用等各方面。

工程类塑料

工程类塑料由于拥有较好的综合机械性能，在汽车领域也得到广泛使用，炜林纳改性塑料主要介绍聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PU)、聚碳酸酯(PC)这几类产品。

PA：聚酰胺，俗称尼龙，工业使用上PA种类较多，常用的有PA6、PA66和PA610。PA易印刷，易染色，电性能优良；耐药品，耐油的腐蚀。机械方面的共性是坚韧，都具有很高的表面硬度，拉伸强度好，抗冲击能力好，耐疲劳，耐折迭，耐应力开裂。PA的抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停工作。

PA的缺点耐酸性差，耐光性差，耐污染性差。由于热膨胀和吸水性的影响，制件尺寸稳定性差，收缩率1～2%，需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100%，相对吸湿饱和时能吸8%，合适壁厚：2～3.5mm。

注塑性能：PA由于酰胺基的存在，吸水强而吸水牢固，因此，在注塑时应充分的烘干，一般要在120℃烘干3-4小时；PA粘度小，流动速度快，为防止射嘴流诞，应采用自锁喷嘴或尼龙专用喷嘴。同时，要注意模具精度。

应用范围：PA在汽车领域主要用于制造软管(制动软管、燃油管)、燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、水泵壳、水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、白叶窗、前大灯壳、安全带。

PMMA：聚甲基丙烯酸酯，俗称有机玻璃，耐室外老化，有极好的透光性，爆晒而不影响它的透明度，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5%。机械强度较高，有一定的耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，易熔于有机溶剂，表面硬度不够，易刮伤起毛。合适的塑料产品：有一定强度要求的透明结构件。

注塑性能：PMMA的吸湿率为0.3%，注塑前必须进行干燥，一般在80℃左右干燥2～4h；注塑时熔体温度在240～270℃，模具温度要控制在35～70℃。

PMMA由于其良好的透光性能，广泛用在汽车照明标志牌、车门玻璃和灯玻璃罩上。

POM：聚甲醛，俗称塑钢，抗拉强度，冲击韧性，刚性和疲劳强度，抗蠕变性能很高，尺寸稳定性好，吸水性小，摩擦数小，具优良的耐摩擦磨损性能，在高温和水中仍有很大的刚性，耐化学腐蚀性能同于PA，但价格较低，耐反复扭曲，有突出的回弹能力。可在-40摄氏度-100摄氏度之间长期使用。POM的不足之处在于：易受强酸腐蚀，不耐高温，热稳定性差。收缩率2-3.5%合适壁厚：1.5-2.5mm。

注塑性能：POM有明显的熔点，175℃时熔化，240℃时就分解，一般加工温度190℃～220℃，它的加工范围很窄；POM不吸水，在注塑时，一般不需要烘干，但质量要求高的制品，可以用60℃烘干1～2小时即可；温度不可太高，否则无染色制品会变色；它的耐酸性差，不能用酸性染料染色。

应用范围：POM在汽车上用与制造仪表板手套箱附件、各种阀门(排水阀门、空调器阀门等)、各种叶轮(水泵叶轮、暖风器叶轮、油泵轮等)、各种电器开关及电器仪表上的小齿轮、各种手柄及门销等。

PC：聚碳酸酯，具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能，耐热性好，耐寒性也很好，脆化温度达-100℃，抗弯强度与尼龙相当，并有较高的延伸率和弹性模量，但疲劳强度小于尼龙66。吸水性较低，收缩率小，尺寸稳定性好。耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力，但成型条件要求高。耐气候性好，可在较高的温度和高载荷下条件下长期应用，但不可在湿温下使用，耐溶剂性差，有应力开裂现象，疲劳强度差。收缩率0.5-0.7%，合适的壁厚为2-3.5mm。PC加入玻纤可改善其收缩率，机械强度和耐温性，在100℃左右长期使用钢性会增加，可用退火改善内应力。

注塑性能：PC有明显的熔点，220℃时熔化，350℃时就分解，一般加工温度为250℃～320℃；它吸水，少量的水分可以引起它在高温时分解，在注塑时必需要烘干，烘干温度可以用120℃烘干4～5小时即可；PC料的熔融粘度大，注塑时需要用较大的压力；PC在加工时，如果条件允许，可以用模温机提高模具温度，以降低产品的残余应力；PC的收缩率与加工条件和制品的壁厚无关，它的纵横向收缩率比较接近，因此，可以加工成精度很高的制品；它的收缩率为0.5%。

主要合成体PC-ABS：PC-ABS是PC与ABS的共混材料，通常以共混造料后，以粒料形状供应。如果只把两种料简单的混合后，直接注塑，效果很差，会出现分层现象；PC的优点是刚而韧，缺点是应力开裂，粘度大；ABS的优点是流动性好，但表面硬度低；这样共混后的材料PC-ABS即保留了两者的优点；PC-ABS具有较高的表面硬度，较高的刚性和韧性，也有较高的抗应力开裂能力；它的机械性能介于两者之间。

应用范围：PC在汽车领域主要用在制造灯罩，左右轮罩护板，仪表挡板本体(PC+ABS)、左右风框盖、中间风框盖(PC+ABS)、后保险杠缓冲垫。

PU：聚氨酯，根据聚合反应生成物的不同，常用的分为硬质聚氨酯和软质聚氨酯。硬质聚氨酯的强度很高，韧性好，绝热性好，防水效果好，成型工艺简单，生产效率高；软质聚氨酯的弹性很好，吸音效果好，耐老化性能、抗化学介质能力等，综合力学性能远远超过pvc等材料。聚氨酯的聚合很方便，不仅可在常温常压条件下进行聚合反应，甚至可以进行现场聚合后直接发泡或喷涂、修补等施工。

聚氨酯泡沫塑料广泛应用于汽车内饰和吸收振动的零部件上，如涂覆材料、聚氨酯硬质塑料板材、聚氨酯弹性体、座椅软泡沫材料、装饰件、沙发革、车顶饰品；应用最多的是各种软质和硬质的聚氨酯泡沫材料，它有隔振、隔音、降噪、保温隔热；PU还可制成车用聚氨酯涂料、粘结剂、密封剂等。汽车上的PU代表制件有仪表板、后视镜、保险杠、座椅软垫、头枕、转向盘、仪表板防振垫、支柱装饰件、前顶衬里、窗框架、顶棚与侧顶架装饰、门衬板、遮阳板、后顶架装饰等。

特种塑料玻璃纤维增强塑料：玻纤增强塑料是在原有纯塑料的基础上，加入玻璃纤维和其它助剂，从而提高材料的使用范围。一般的来说，大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上，是一种结构工程材料；如：PP，ABS，PA66，PA6，PC，POM。

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