《聚合物搪塑成型成套技术及装备研发》

点击下载 ⇩

在激烈的市场竞争中,汽车制造商不断优化产品结构、提高质量和产能。聚合物搪塑成型因无应力成型特点而较其它成型技术具有显著的质量优势,使汽车内饰板搪塑成型装备的市场需求日益扩大。聚合物搪塑技术是高分子材料特种成型、成套精密机电设备和大型复杂薄壁模具等技术的集成,具有开发投资大、技术难度高的显著特征。自20世纪90年代中期,我国不断花费巨资从国外引进聚合物搪塑成型装备。该项目组通过产学研用合作方式解决了聚合物搪塑成型成套技术及装备的关键科学与技术问题,突破了国外技术壁垒。

(1)发明了聚合物粉料搪塑成型试验方法及装置,开发了聚合物搪塑成型工艺的凝胶化过程仿真软件,建立了高温原位研究方法,揭示了搪塑粉的塑化成型性能与其基体树脂的颗粒形貌和尺寸以及相对分子质量、增塑剂种类及其相对含量的关系,优化设计了搪塑成型工艺窗口:预热后模具温度不能低于220℃、转料时模具温度不能低于195℃、塑化时模具温度控制在215-250℃之间且塑化时间不能少于72s、脱模取件时表皮温度不能高于80℃。

(2)发明了在镍质模具制造工艺中,由硅橡胶母模翻制树脂基电铸芯模过程中内植分布式温度和应变光纤传感装置,通过聚合物界面润湿/去润湿按需调控,开发了具有精细花纹和高质量复制效果的大型电铸芯模制造技术,解决了树脂基电铸芯模的固化变形问题,确保了模具表面的精细图案符合工艺美学设计质量;在后续的电铸过程中,实时在线监测树脂基电铸芯模的温度场和应力-应变场,进而数值分析电铸质量,准确调控工艺参数,确保在其表面形成的镍质金属层厚度偏差控制在3.5±0.5mm、表面图案仿真度大于92%、搪塑表皮厚度达到1.2±0.2mm的高标准。

(3)发明了在全自动化生产线上适用的双色转料机构、搪塑模具仿形加热机构,使模具能高质量地成型双色表皮,同时使复杂形状的大型薄壁镍质模具在转料工序具有210±5℃的温度分布,保证整幅搪塑表皮温度控制在1.2±0.2mm;发明了含有搪塑粉料在线加热结构的粉料箱,解决了搪塑表皮夹层气泡及粉料流动性差的问题。

(4)发明了聚氯乙烯(PVC)搪塑成型工艺用环保高效液态复合热稳定剂及制备方法、PVC搪塑专用料及制品中无机粒子均匀分散的工艺方法,开发了各项性能指标都优于国家标准的PVC搪塑粉材料,由其制备的搪塑表皮玻璃化转变温度-46℃、拉伸强度11±1MPa、雾度(冷凝值法)1.1mg。

该项目制造了完全拥有自主知识产权的5套汽车内饰板搪塑成型装备和4件镍质搪塑模具,其生产效率、模具寿命、共线模具数量等性能指标优于国际进口装备,性价比优势突出,基本实现了搪塑成型装备的进口替代。自2010年1月整体技术获得应用以来,新增销售额10.3570亿元,新增利润14,429万元。近三年,新增销售额3.02039亿元,新增利润6,852.6万元。

该项目授权发明专利15件,发表论文59篇,获吉林省科技奖一等奖3项。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。