模具工业被喻为“工业基石”,是“促进社会繁荣富裕的原动力”。近年来,在各国产业政策扶持下,全球新能源汽车市场呈快速增长态势,中国新能源汽车表现尤为亮眼。新能源汽车产业的加速发展,不仅引领汽车行业重大变革,也推动了汽车模具工业的进步。为满足现代新能源汽车的美观性、安全性和轻量化要求,新能源汽车零件材料以塑代钢已是大势所趋。很多汽车大型零件,如前保险杠、后保险杠、油箱、车门、仪表板和中央通道等,都由金属改为塑料,由注塑模具注射成型。随着新能源汽车品牌越来越多,汽车注塑模具也越来越多,发展也会越来越快,新能源汽车注塑模具是未来模具发展的重要领域。
本书精选50 例新能源汽车注塑模具,其中大型和超大型注塑模具占有较大的比重,它们结构复杂、精度高、寿命长、设计难度大、设计周期长、制造成本高,而且成型难度极大。这些模具所使用的技术包括热流道顺序阀技术、3D打印随形水路技术和预变形技术等最先进制造业关键技术。
① 热流道顺序阀技术:该技术简称SVG(sequential valve gating),是近些年为适应汽车行业对大型平板塑料件或者是电子行业对微型薄壁件的需求而开发的一种成型新技术。该技术由计算机控制热射嘴顺序阀,进而控制各浇口的进料顺序、进料量和进料温度。热流道顺序阀技术可以消除大型汽车塑件的表面熔接痕,该技术已成熟地应用于新能源汽车门板、前后保险杠和仪表板等部件的大型注塑模具。
② 3D打印随形水路技术及智能温控系统技术:3D打印是绿色环保的数据驱动化增材制造技术,3D打印随形水路技术在新能源汽车模具领域的应用,是模具技术上的重大突破,有着极为重要的现实意义。3D打印技术能够制造出传统模具加工手段无法制造的随形水路,可以减少冷却时间,减少注塑件变形量,减少因冷却效果差导致的烧伤、黑斑等产品缺陷,可极大地提高企业产品质量和产能。3D打印随形水路配以智能温控系统可以精准控制模具各处的温度,将模具注射周期缩减30% ~ 40%,成型质量提高2 级,产能提高3 ~ 5 倍。
③ 预变形技术:对于新能源汽车中后视镜座、仪表板等大型精密塑件,变形是一个常见的问题。解决变形问题一个常用方法是注射成型后用夹具校型和定型。但这种方法时间长,成效差,很难完全消除变形。预变形技术,是指通过计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)、模流分析以及三维数字化设计技术,在模具成型零件上提前加上一个反向等量变形量,这样塑料产品冷却变形后,刚好得到预期的形状。采用预变形技术可以将新能源汽车大型塑件平面度、直线度或轮廓度提高至3 级(GB/T 1182—2018)。
本书所收集的虽然都是新能源汽车注塑模具,但其结构同样可应用于其它机电产品的注塑模具。读者扫描本书封底二维码,回复书名,可以获取本书模具的2D 结构图。
本书主要由广东科技学院张维合教授撰写,东莞学通模具数控学校邓成林提供了大量案例资料,广东科技学院的赵利平老师和温煌英老师分别提供了3 例和2 例的设计资料。
由于作者水平有限,加之时间仓促,书中不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
著者