良好的光學(xué)逊拍、機械和熱性能使得聚碳酸酯 (PC) 成為汽車制造領(lǐng)域制造光學(xué)部件的首選材料。在2003年，德國Stockdorf的Webasto公司決定在其位于德國沙伊爾林的工廠加工PC材料兢假。其目的是開發(fā)PC車身頂蓋，因為具有1.2g/cm3密度的該材料是用于制造輕質(zhì)量結(jié)構(gòu)的理想之選。與玻璃材質(zhì)的同等部件相比援雇，PC頂蓋能被減輕50%的重量矛渴。隨之獲得更輕的汽車重量，降低了其重心并使得汽車道路行駛的安定性和操控性能得以提高 — 很大程度上是因為頂蓋的透明區(qū)域在最近幾年不斷得以增大惫搏。

　　多種優(yōu)點具温、一個缺點

　　這種材料具有一些其它的優(yōu)點。它有高沖擊強度因此不易碎裂筐赔。它對輕微的損傷和石頭碎片不敏感铣猩。在一起事故中，它甚至降低了汽車乘坐人受到傷害的風(fēng)險茴丰。它為設(shè)計者提供了更大的自由度并為制造者在功能集成方面提供了更廣的范圍达皿。一個主要的缺點是，PC部件本身并不防劃傷贿肩，所以它們在成型以后必須被噴涂涂層峦椰。這就必須分兩次在部件的前部和后側(cè)分別涂上底漆和一層特殊的硬涂層。

　　當(dāng)公司在2005年獲得了一個合同來為Smart Fortwo汽車制造全景頂蓋時汰规，Webasto在位于沙伊爾林的塑料卓越中心的一個實驗模具上所進行的最初只是一個開發(fā)項目汤功，但它在不久前取得了商業(yè)上的成功。批量生產(chǎn)在兩年后開始鲁其。測得為1.2m2箭烦，這是曾經(jīng)制造過的最大的汽車PC頂蓋。此后叫逸， 25000多個部件被生產(chǎn)出來苛豺。最近因為一個圍繞具有23000 kN鎖模力的MXW2300-17200/8100 SpinForm 雙組分旋轉(zhuǎn)壓板機(德國慕尼黑KraussMaffei公司)來建造的第二條生產(chǎn)線的建成，Webasto已經(jīng)將其PC頂蓋部件的生產(chǎn)提高到當(dāng)前的320000件每年的水平俄耸。這兩個注射單元被固定在鎖模單元的任意一邊翅昏，一個按照傳統(tǒng)排列，而第二個被安裝在移動平板的后面惊钮，并且隨平板的移動而沿著它移動访芙。

　　在不同加工變量下的壓縮成型

　　當(dāng)安裝了這個新的設(shè)備之后，Webasto利用在一個已有的實驗系統(tǒng)上獲得的經(jīng)驗來進一步優(yōu)化加工參數(shù)计员。直到那個時候薯替，模具制造者已經(jīng)成了技術(shù)的驅(qū)動者 — 所有的工作流程包括了120噸的模具，因此相應(yīng)的困難是如何去更改假仙。但是與系統(tǒng)供應(yīng)商的合作已經(jīng)形成了一個穩(wěn)定工藝救辖，并將重心更多地放在了系統(tǒng)的功能性上面來。新機器采用40噸模具用于0.8m2部件的生產(chǎn)氮唯。機器安裝者在膨脹壓縮（expansion compression）鉴吹、鎖模壓縮（clamping compression姨伟、開模壓縮（opening compression）和力壓縮（force compression）的外觀方面有四種不同的變量來選擇。

　　整個加工過程最終服務(wù)于后續(xù)涂層步驟的需要豆励。原因是涂層從溶劑制備得到的夺荒，這在反向應(yīng)力條件下，甚至在涂層自身過程中可能在塑料中導(dǎo)致開裂良蒸。然而技扼，溶劑對于確保涂層的牢固粘附必不可少。底漆和上漆的每個階段都需要部件在130℃下被加熱大約一個小時嫩痰。在此工藝配置中淮摔，任何模內(nèi)應(yīng)力都可能使模塑部件變形并且使其無法使用。因此始赎，大的窗玻璃必須用很低的模內(nèi)應(yīng)力來制造。

　　這種用于所有高質(zhì)量光學(xué)部件的重要重量標(biāo)準(zhǔn)被稱為所謂的低壓方法 — 也就是注射壓縮成型仔燕。在此項技術(shù)中造垛，塑料熔體被注入到模具內(nèi)，其或者沒有完全閉合或者是打開的低腕。模具閉合被延遲杰泡，直到熔體凝固開始時為止。由于鎖模壓力均勻地建立起來颖怕，不管哪種類型的塑料朋丢，注射壓縮成型制得的部件都具有極好的表面性能，并且?guī)缀鯖]有機械的各項異性剔撮。

　　在成型部件內(nèi)的低殘余應(yīng)力

　　一種典型的PC頂蓋單元說明了這些需求请癣。假如壁厚為4.5mm、1200mm長的流路母边，并且單澆口砍倾、熔體溫度300℃，而且在模溫95℃的情況下蒲姥，最大模腔壓力為250bar乎叫，同時橫穿成型部件的壓力范圍從150到200bar。在注射壓縮成型中通過鎖模專門被施加的保壓壓力相等地穿過整個部件六泞，靠近和遠離澆口的位置都一樣语但。因而這就被稱謂鎖模保壓壓力。機器被設(shè)計得以此為基礎(chǔ)來傳遞鎖模力急黎。

　　材料成分能被改變扎狱，以調(diào)整成品的色調(diào)，并使其適應(yīng)各種產(chǎn)品和設(shè)計勃教。盡管產(chǎn)品具有高透明度委乌，但經(jīng)過改進的紅外吸收劑真正過濾掉了所有的紫外射線，并為車內(nèi)提供了舒適的室內(nèi)環(huán)境。

　　為了充分利用功能上的集成遭贸，玻璃窗越來越多地被設(shè)計成雙組分部件戈咳。設(shè)計者首先確定第一個組分 — 透明組分，然后它與第二組分通過背塑生產(chǎn)(就玻璃來說壕吹，第二組分為用于隱藏難看區(qū)域的黑色標(biāo)記)著蛙。此過程必須具有高度重復(fù)性，因為第二個組分模腔的大部分是通過第一個組分來預(yù)成型的耳贬。與適用于傳統(tǒng)模具的情況不同踏堡，用于生產(chǎn)第二組分的模腔通過第一個組分的加工結(jié)果來成型。在第二個加工步驟中咒劲，模腔在鋼材和透明塑料之間形成密封 — 如果部件制造精度沒有達到百分之幾毫米的話今伏，這就可能引起第二組分的波動甚至造成第二組分的過度保壓。

　　因為模具內(nèi)的總壓力也是由第二組分決定的轴布，有時選擇注射－壓縮成型方法來生產(chǎn)第二組分是一種優(yōu)勢癌越。這結(jié)合了少量的澆口，形成一個低水平的模內(nèi)壓力缓捂。

　　防止模具傾斜打開

　　對于部件的質(zhì)量要求不比對工具的質(zhì)量和注射成型機的功能性的要求低洲芥。所需的是高保真成型（high-fidelity molding），包括從注射到注射茄妇，以及整個部件表面昌嘶。部件從邊上開始成型，因為它是一個光學(xué)部件晨丸。當(dāng)熔體進入模具時诱榴，更靠近澆口的位置比距離此處遠一些的位置有更高的壓力，這將使模具傾斜打開云卤。裝置必須補償在模具內(nèi)的這些力泽衬，以防止模具打開。

　　困難之處在于整個部件的壁厚波動一定不能超過0.02mm殿姑。這需要用到高精度树碱、平穩(wěn)運行、平行度在0.01mm內(nèi)的模具模板变秦，并且機器也必須配備一個平行控制單元成榜。KraussMaffei支持記錄壓縮沖程（compression stroke）來作為在模具縫處的測量值 — 因為只有在此，也就是模塑部件的右邊蹦玫，才又能通過測量來直接影響控制赎婚，而不需要考慮其它可能的干擾因素。

　　反射和透射光學(xué)部件作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　只有無扭曲的表面才滿足汽車制造商和買主對于PC頂蓋的質(zhì)量要求樱溉。有兩個標(biāo)準(zhǔn)很關(guān)鍵挣输，第一個被稱為反射光學(xué)部件纬凤，并且涉及部件表面恰當(dāng)?shù)钠秸取Ｒ驗橹挥薪^對好的鏡像才能給人一種高質(zhì)量的好印象撩嚼。一個關(guān)鍵因素就是停士，這里所描述的雙組分加工工藝中，第二組分被注射到第一個組分上而不是鋼制模具中完丽。單邊加熱或者冷卻可能影響表面也就是所描述的壁厚變化恋技。結(jié)果就是所謂的窗口效應(yīng)，也就是由背塑材料引起的物理不穩(wěn)定性漱屁。人的眼睛在人處于興奮時狈报，能察覺到2mm表面變化的不連續(xù)性。

　　第二種被稱為透射光學(xué)部件茧津，描述了一種安全特性溺剖，也就沒有干涉斑點的無變形視野。這個受部件應(yīng)力狀態(tài)(雙折射)和材料純度(均一性)的影響营鸽。因此鳖进，此處的塑化和壓縮技術(shù)是關(guān)鍵的。在由KraussMaffei和Webasto實現(xiàn)的工藝中应惠，模具漂浮在塑料熔體上直至凝固徹底為止。這導(dǎo)致無變形光學(xué)制品的制成昨跺。在所有的注射單元上天尤，特殊的HPS-AT都被用于加工PC。這確保了高度的熔體均一性和重復(fù)性发娶。

　　當(dāng)進行全景頂蓋整個面無變形的測量時(72個測量點)擦钾，壓塑加工使得保持±1.5mm的曲率容差成為可能。側(cè)面和后部窗和其它裁剪玻璃也能用這種方法來生產(chǎn)抽碌。PC窗玻璃的質(zhì)量是如此之高悍赢，以至于僅是因為當(dāng)前的法律環(huán)境和缺乏對擦玻璃的耐刮而妨礙了其用于擋風(fēng)玻璃上。

　　展望

　　在外飾部件的生產(chǎn)中货徙，注射壓縮成型正成為選擇之一左权。壓塑加工目前正被用于車身板件的生產(chǎn)，如發(fā)動機罩和擋泥板痴颊。Webasto獲得了在未來兩年內(nèi)開始批量生產(chǎn)頂蓋部件的八個合同赏迟。在未來幾年內(nèi)有可能用于生產(chǎn)的其它應(yīng)用是可折疊頂棚、由PC制得的全開放式全景頂蓋和帶擾流器的后背單元蠢棱。

　　當(dāng)前的機器技術(shù)考慮了不同的壓縮變量锌杀。在所有的因素中，模具冷卻和控制因此是一個關(guān)鍵因素泻仙。提高的質(zhì)量要求正將其它一些主題提上中心階段糕再，今后這將顯著影響加工領(lǐng)域量没。其被稱為動態(tài)模具加熱(DMH)。在這方面突想，注射模塑機通過一個Varan總線來和溫度控制裝置交流 — 允許在溫度分布方面達到完全靈活可變殴蹄。

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