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近年来,改性塑料在汽车壶类制品上的应用趋势增强,主要涉及洗涤壶及冷却液壶。


汽车洗涤壶又称水箱,其主要作用是贮存水或洗涤液,对汽车挡风玻璃进行洗涤。

汽车冷却液壶也叫冷却液膨胀箱(Expansion Tank),其主要功能是贮存冷却液,在汽车工作时 冷却液通过泵体压缩进入管道在发动机周边循环起到降温作用。

对于两种汽车壶类制品,大多厂商易采用简单的注塑工艺,而有些产品结构不适合注塑,如何选择适合的加工方式,并采用适合的材料,是众多汽车零部件企业头疼的问题。本文中小编深入剖析了不适合注塑的壶类结构并以奥迪等车型为例介绍壶类制品如何选材。

奥迪,大众如何设计车用壶,其选材是?

汽车壶类制品产品结构

汽车壶类制品加工方式多采用注塑成型,通常分两道工序;即分别注塑出壶的上下箱体,再经过热板焊接成完整壶体。注塑成型工艺有尺寸精确等优点,但由于汽车车型不同,在设计的时候往往不同主机厂壶体的构造大相径庭,并非所有型号都适合于注塑成型。

小编按照成型方式,针对车用洗涤壶及冷却液壶产品结构与成型方法之间的关系,说一说哪些壶类产品结构不适合注塑成型工艺。

1

外形极不规则,面、卡槽较多

如图1所示:对壶体形状不规则且不成轴相对称的,壶体内部空间较大,开口较小的采用注塑成型焊接难度大;若在设计结构时采用了图二红圈标注的放脱口时,如若采用注塑工艺注必将增加脱模难度,强制脱模时易产生拉伤等缺陷,此种结构适合采用吹塑工艺。

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2

安装支架过多

如图3,设计中卡槽及支架较多时,若采用注塑成型,由于注塑模具通常为抽芯模,模具精度要求高,需要在模具设计的时候增加大量滑块,这将导致模具分型困难,同时也缩短了模具寿命。而支架较多在脱模时易造成弯折过大,出现拉白,拉穿等材料缺陷,同样不适合注塑成型。

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3

横截面过大

图4结构若采用注塑成型后需热板焊接,按图中红色线进行分模的话,将导致焊接面过大,增加焊接难度,容易造成不对称焊接,焊接不牢固。如采用图五方式分模将导致水壶下体白线处无法脱模。

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4

尖角及转角过多

在设计结构时过多的转角和尖角将会在注塑成型时导致产品壁厚不均匀,壶内部模芯容易拉白或拉穿等缺陷;同时产品面较多,弯折大,易导致模具损坏。

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上述仅是列举了几种典型的不适合车用壶类注塑成型的产品结构,但不限于以上几种,复杂的产品结构均容易产生这些问题。而要改善这些问题必须是产品结构、模具结构、成型技术、材料四方面同时配合才能实现,而其中材料选择是最重要的影响因素。


汽车壶类制品产品选材

汽车用塑料壶体主要包括洗涤壶和冷却液壶两种,而显然,由于功能不同二者的选材也有明显区别。

洗涤壶:

洗涤壶因长期与水或洗涤液接触,目前较多采用聚丙烯(PP)材料,而主机厂对洗涤壶制品有哪些要求呢,我们以奥迪A6这款车型为例,分析几个典型产品测试要求与材料特性的关系(表1)。

表1:典型产品测试要求与材料特性的关系

测试名称测试条件零件要求材料要求

热老化实验

Heat Aging

150℃  500h 无脆化,分解 

耐热氧老化满足

150℃  >500h 

耐化学品

Chemical Resistant

耐玻璃洗涤液按标准TL52164

23℃,  7天

外观无缺陷

分子量分布宽且分子量大

高低温循环

High and low temperature cycle

装满水-40℃放置24h,解冻在冷冻循环6次不开裂 -40℃缺口冲击强度>70J/m >500h 

焊接强度

Weld Strength

600N拉力 焊接部分抵抗600N拉力不破坏 0.45HDT>105℃ 
冷却液壶:

早前冷却液壶多数厂家采用高密度聚乙烯(HDPE),但随着汽车降成本,轻量化以及耐冷却液标准条件中由100℃提高到130℃后,HDPE由于耐温差以及成本高等缺点,目前正在被改性PP所替代。表2为某主机厂对冷却液壶的相关要求与材料之间关系的解析。

表2:某主机厂对冷却液壶的相关要求与材料之间关系

测试名称测试条件零件要求材料要求

耐化学品

Coolant Resistant

乙二醇  130℃ 500h无外观缺陷

拉伸强度

性能保持率>75% 

漏液测试

Leak Test

175KPa保持30s漏液分子量大且分布宽

跌落试验

Drop Test

-20℃保持2h ,1米高度跌落无损坏-20℃缺口冲击强度>100J/m 

最大扭矩测试

Max Torque Test

安装壶盖后的转动扭矩大于12Nm

0.45HDT>105℃

弯曲模量>1200MPa 


选材方案:通过上面的介绍,相信大家在对汽车用洗涤壶及冷却液壶在选材方面有了一定的了解,但是没有任何规则是放之四海而皆准的,我们还是应该具体情况具体分析。

接下来,深耕汽车壶体多年的小编跟大家分享几款常用于汽车壶体的牌号,供大家参考,可能有人说这是在做广告,那我要告诉你,咱别看广告,看疗效!下图列举了上海日之升几款汽车用洗涤壶及冷却液壶产品,基本可涵盖所有车用壶体解决方案。

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1.SK30BW

可满足注塑和吹塑工艺,适合大多数车型的洗涤壶要求,应用在通用、福特、上汽等主机厂。                   

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2.SK30BW-AD

可解决在北方极寒条件下长期使用的开裂的问题,这款材料在结构设计上采用了插层结构改性,冲击性能及阻隔性能更好,能够长时间在低温条件下(-40℃)使用,且可注塑和吹塑,在奥迪A6以及A5等车型中均有应用。

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3.SH0608

专为注塑类壶体设计,此款材料流动性更好,能够快速成型,在途观、GOLF7有应用。

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4.SL6164B

冷却液壶解决方案。可解决壶体壁厚较厚(>2mm)时,注塑件内部产生气泡的缺陷问题,且此款材料外观透明。

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小结:

上述列举了几种典型的车用壶类产品牌号,但不限于以上几种,不同的产品结构及使用条件相应的选材也有不同的侧重点。而最终还是那句老话:得到完美产品的条件必须是产品结构、模具结构、成型技术、材料四方面同时配合才能实现,需要行业同仁们不断经验积累。


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文章源于上海日之升,艾邦高分子整理编辑(感谢上海日之升的投稿,也欢迎其他朋友向我们投稿,投稿邮箱:editor@polytpe.com

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作者 ab