汽車塑料管材/管件主要包括進(jìn)氣管組件及排氣管組件续残，這些管材/管件的塑料化不但可以減輕汽車重量及降低制造成本浅慎，而且也能大大提高汽車性能，是汽車科技進(jìn)步的必然發(fā)展趨勢照菱。汽車塑料管材/管件的形式及規(guī)格較多烁焙，性能要求各有差異，成型工藝也不同集币。因此考阱，根據(jù)管材/管件的使用條件和性能要求，采用科學(xué)的成型加工工藝鞠苟，使之達(dá)到最佳的性能乞榨，是加工商應(yīng)該也必須注意的問題。本文介紹了幾種重要的汽車塑料管材/管件的成型加工方法当娱。

　　塑料進(jìn)氣歧管的成型加工

　　進(jìn)氣岐管是一種形狀復(fù)雜的中空件吃既，基本功能是將汽油和空氣按照一定比例混合變成“混合氣”，再將混合氣分配到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)氣缸中跨细，使之充分燃燒鹦倚。進(jìn)氣岐管可由鋁合金和塑料制成，然而塑料歧管較鋁合金歧管具有很多優(yōu)勢冀惭，包括：塑料進(jìn)氣歧管的內(nèi)壁比較光滑震叙，有利于提高進(jìn)氣充量，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性較鋁合金進(jìn)氣歧管提高3%~5%散休；塑料進(jìn)氣歧管的管壁更薄媒楼，一般僅為2.5~3mm出蛾，而鋁合金進(jìn)氣歧管的壁厚一般大于4mm；通過采用塑料取代金屬观哲，使得進(jìn)氣歧管減輕了約40%的重量掏躬，從而提高了燃油效率并減少了排放；塑料進(jìn)氣歧管的生產(chǎn)成本通常比鋁合金進(jìn)氣歧管低20%~35%担戏；塑料進(jìn)氣歧管的殘余應(yīng)力低续疲，因而具有更好的力學(xué)性能。正是因?yàn)檫@些優(yōu)勢堵生，如今在歐美等發(fā)達(dá)國家嘁梦，大約有90%的進(jìn)排氣異側(cè)的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)都使用了塑料進(jìn)氣歧管。此外棵擂，隨著歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行见炫，要求新型的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管必須配備電控可變進(jìn)氣閥等復(fù)雜的內(nèi)部控制機(jī)構(gòu)。由于金屬進(jìn)氣歧管難以滿足這一要求拙达，因此進(jìn)氣歧管的塑料化是大勢所趨，并且開發(fā)性能優(yōu)異的塑料進(jìn)氣歧管是適應(yīng)未來發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的必然要求腐蛀。下面介紹幾種塑料進(jìn)氣歧管的成型方法俭驮。

1.可熔芯注射成型

　　可熔芯注射成型是“可熔型芯注射中空塑料成型”的簡稱，適于加工內(nèi)部具有交叉復(fù)雜的管道春贸、凹槽或切槽而難以脫模的進(jìn)氣歧管混萝。該工藝?yán)玫腿埸c(diǎn)的金屬（或者易溶于化學(xué)溶劑的聚合物）作為注塑模具的型芯來生產(chǎn)，滿足了進(jìn)氣歧管內(nèi)外表面形狀復(fù)雜萍恕、內(nèi)壁光潔以及內(nèi)部尺寸精確的要求逸嘀。可熔型芯注射成型進(jìn)氣歧管由于內(nèi)壁光滑允粤，減少了液體/氣體的流動(dòng)阻力崭倘，從而降低了能耗。另外类垫，岐管各部位的壁厚可根據(jù)強(qiáng)度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)司光，不僅設(shè)計(jì)空間大，而且有利于降低塑料原料的消耗量悉患，達(dá)到進(jìn)一步減輕重量及降低成本的目的残家。

　　可熔芯注射成型的基本原理是：先用低熔點(diǎn)合金（如低熔點(diǎn)(138℃)的錫/鉍合金或者易溶于化學(xué)溶劑的聚合物）制成可熔型芯，然后把可熔型芯放入模具中進(jìn)行成型售躁，制件從模腔中取出后闸骨，對(duì)其加熱將可熔型芯熔化，或者將其溶于化學(xué)溶劑缰鹏。這種技術(shù)的關(guān)鍵是：塑料注射時(shí)奔祟，型芯不能熔化鬓惶；用作型芯的金屬的熔體以及用來溶解型芯的介質(zhì)不能腐蝕塑料；在熔化型芯的溫度下朗玩，制件不能發(fā)生變形喳睬。此外，加工商還應(yīng)了解和注意：在可熔芯成型工藝中即荞，型芯僅僅作為模壁泥出，且充模過程不因固態(tài)嵌件而改變；由于金屬合金型芯與聚合物型芯的熱性能大不一樣尾疟，故其所要求的壓力也有所不同辟焚；聚合物型芯起到隔絕壁的作用，并且在成型制件中產(chǎn)生非常薄的流體表皮垫弱，而金屬型芯成為散熱點(diǎn)而在制件上形成相對(duì)厚的流體表皮究滞；如果塑料熔體流過型芯時(shí)，型芯表面已熔化装获，將會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)的根本性變化瑞信。

　　德國寶馬汽車公司于20世紀(jì)80年代率先采用熔芯法成功生產(chǎn)出玻璃纖維增強(qiáng)尼龍進(jìn)氣歧管，從而開啟了改性尼龍?jiān)谶M(jìn)氣歧管中的大規(guī)模應(yīng)用穴豫。而德國福呂登伯格公司則利用熔芯法生產(chǎn)出了BMC材料的進(jìn)氣歧管凡简，這種歧管的內(nèi)表面十分光滑，有助于空氣流入精肃，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率較金屬歧管提高15%秤涩，且歧管質(zhì)量減輕了1kg。

2．注射焊接成型

　∷颈А（1）注射振動(dòng)摩擦焊接成型

　　在設(shè)計(jì)塑料進(jìn)氣歧管時(shí)筐眷，可將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的進(jìn)氣歧管拆分為結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、能一次注塑成型的兩片或多片习柠，然后利用摩擦焊機(jī)將各片焊接起來匀谣，構(gòu)成完整的塑料進(jìn)氣歧管。目前絕大多數(shù)塑料進(jìn)氣歧管生產(chǎn)廠家都采用振動(dòng)摩擦焊接技術(shù)津畸。其主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高振定、成本低和靈活性高，缺點(diǎn)是焊縫處的強(qiáng)度低魁夫、外觀不好以及氣體流動(dòng)性相對(duì)較差城汹。

　（2）注射激光焊接成型

　　激光焊接法比振動(dòng)焊接法成型條件溫和窗耘，制品焊接質(zhì)量好拄下，殘余應(yīng)力小，可以焊接異形曲面卖檬，生產(chǎn)效率高鸳咐，而且可以制得結(jié)構(gòu)和形狀更復(fù)雜的進(jìn)氣歧管嘁拖。為適應(yīng)激光焊接，許多材料廠家投入相當(dāng)大精力開發(fā)用于進(jìn)氣歧管的激光焊接尼龍牌號(hào)泥觉。例如瘸利，拜耳材料科技推出了3個(gè)可激光焊接的黑色玻纖增強(qiáng)尼龍6牌號(hào)；杜邦公司開發(fā)出激光焊接尼龍66配混料紊捉；巴斯夫推出的激光焊接尼龍6牌號(hào)Ultramid B3GLT的激光透過率高達(dá)72％怯路，可縮短制造形狀復(fù)雜的進(jìn)氣歧管時(shí)的焊接時(shí)間。

　　3．模具滑動(dòng)注射成型

　　模具滑動(dòng)注射成型的原理是：采用將管材/管件一分為二的產(chǎn)品設(shè)計(jì)溯剑，首先在同一模具中將兩部分分別注塑成型成半成品蛉加；然后將兩部分半成品在模具中滑動(dòng)至對(duì)合位置；二次合模缸逃，在制品的兩部分結(jié)合縫再注射塑料熔體（二次注射）针饥，最后得到完整的中空制品。與吹塑工藝相比需频，該法成型的管材/管件具有表面精度高丁眼、尺寸精度高、壁厚均勻及設(shè)計(jì)自由度大的特點(diǎn)昭殉。在制造形狀復(fù)雜的中空制品時(shí)户盯，模具滑動(dòng)注射中空塑料成型法與超聲波焊接相比的優(yōu)點(diǎn)是：不需將半成品從模具中取出，因而可避免半成品在模具外冷卻所帶來的制品形狀精度下降的問題饲化，同時(shí)亦可避免焊接法因局部應(yīng)力產(chǎn)生而造成的熔接縫區(qū)強(qiáng)度下降的問題。

　　4．管件組件的注射焊接復(fù)合成型加工

　　巴斯夫與豐田汽車公司合作采用一種玻璃纖維強(qiáng)化的Ultramid聚酰胺制造進(jìn)氣歧管組件吗伤，首先采用“可熔芯成型法”生產(chǎn)進(jìn)氣歧管吃靠，然后用“振動(dòng)焊接”工藝將有關(guān)的3個(gè)部件連接為一體。這種進(jìn)氣歧管組件因歧管長度可變并加強(qiáng)了空氣補(bǔ)給足淆，從而顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)在加速等方面的性能巢块；通過與相鄰組件（如空氣濾清器殼體、氣門罩蓋或發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋等）的功能性整合赃织，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)部件的一體化炒垫，從而大大降低了重量與成本。

　　另外氨筑，巴斯夫也與MANN+HUMMEL公司合作開發(fā)出了第一款在直接噴射式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的塑料可變進(jìn)氣歧管組件够煮，該組件已經(jīng)被用于新型奧迪A2 4.0 FSI 4V系列的生產(chǎn)中。這種新開發(fā)的歧管的下部和內(nèi)部零件均由Ultramid B3WG6加工而成瑰齐，由于材料在尺寸弟茸、熱學(xué)和化學(xué)方面良好的穩(wěn)定性，并通過注塑成型和振動(dòng)焊接對(duì)兩種產(chǎn)品進(jìn)行加工仔醒，從而確保了組件具有理想的耐爆破壓力版叁。

　　3D異型管擠吹成型

　　3D擠吹異型管成型設(shè)備是為適應(yīng)成型形態(tài)復(fù)雜的異型管而發(fā)展起來的一種設(shè)備劳诽，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)合模力的要求較低；切除料邊的工作量減少敲侧；不必對(duì)成型品的外部直徑重新修正定歧；成型品的管壁厚薄比較均勻，管子整體強(qiáng)度趨于一致僻匿，從而提高了使用壽命官地。

　　汽車工業(yè)對(duì)形態(tài)復(fù)雜輸送管件的需求增加，推動(dòng)了3D擠吹異型中空管設(shè)備的發(fā)展蔽豺。3D擠吹異型中空管的成型工藝是：型胚擠出后区丑，被預(yù)吹漲并貼緊在一側(cè)模具壁上，擠出頭或模具按成型編制的程序進(jìn)行2軸或3軸的轉(zhuǎn)動(dòng)修陡，當(dāng)類似腸形的型胚充滿模腔時(shí)沧侥，另一側(cè)模具閉合并包緊型胚，使之與后續(xù)的型胚分離魄鸦，這時(shí)整個(gè)型胚被吹脹并貼緊在模腔的壁上以完成成型宴杀。

　　目前，國外使用3D異型管擠吹設(shè)備生產(chǎn)汽車用復(fù)雜外形管已十分普遍拾因，在我國也有多家汽車主機(jī)廠引進(jìn)了3D異型管吹塑設(shè)備旺罢。例如，沈陽金杯汽車公司引進(jìn)了SIG Blowtec水平3D擠吹異型管塑料成型機(jī)绢记，用來制造汽車進(jìn)氣管扁达。

　　汽車復(fù)合管多層共擠成型

　　在汽車行業(yè)，現(xiàn)在已越來越多地使用多層復(fù)合管來代替單層塑料管蠢熄，尤其是燃油管缨拇，高阻隔性的多層共擠管已成為其發(fā)展方向。納米高阻隔技術(shù)應(yīng)用于多層復(fù)合汽車燃油管敞冤，可通過降低燃油管對(duì)汽油类紧、甲醇和有機(jī)溶劑的滲透率，進(jìn)一步提高管子的阻隔性能崭甩，來符合越來越嚴(yán)格的汽車燃油揮發(fā)泄漏量的標(biāo)準(zhǔn)抵思。例如，意大利菲亞特（Fiat）汽車公司用PA納米復(fù)合材料作為燃油管阻隔材料替代原來的PVDF阻隔材料有愚，使得管子對(duì)汽油的阻隔性提高了3倍焙句。這種多層燃油管的層結(jié)構(gòu)包括PA12外層、PA6/PA12共聚物粘結(jié)層箱藏、含2%納米粘土的PA6/PA66共聚物阻隔層以及PA66內(nèi)層陡敞，由于全都是PA材料，十分便于回收。

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