一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法与流程

本申请涉及汽车空调壳体，尤其是涉及一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法。

背景技术：

1、汽车空调壳体是车载空调系统的核心承载与防护结构件，主要用于容纳蒸发器、风道、风门及电控组件，其成型精度、结构强度及尺寸稳定性直接影响空调整机的装配精度、运行噪音及整车耐久性能。目前汽车空调壳体普遍采用玻纤增强聚丙烯材料注塑成型，该材料具备质量轻、成本低、刚性好、耐温耐腐蚀的优势，广泛应用于乘用车、新能源商用车等车型的空调结构件生产。

2、现有技术中，汽车空调壳体大多采用传统一体式注塑成型工艺，工艺流程较为固化，普遍采用固定温度塑化、恒定螺杆背压、匀速注射、单一保压及恒温冷却的成型模式，在实际批量生产过程中存在诸多固有技术缺陷。首先，传统注塑原料预处理多采用单一高温烘干模式，升温速率快、除湿区间单一，极易出现原料表层受热熔融结块、内部水分无法彻底排出的问题，原料含水率管控精度差，成型后壳体内部极易产生气泡、针孔、银纹等外观及内部缺陷，产品良品率偏低。同时常规简单混料工艺易造成玻纤、助剂分散不均，导致壳体局部力学性能差异大，结构均匀性较差。

3、其次，传统注塑工艺缺乏熔体流变性能的精准调控手段，仅依靠固定工艺参数进行塑化成型，无法根据塑化温度、螺杆工况、原料批次差异动态调整熔体黏度。不同生产批次、不同环境温度下熔体流动指数波动较大，极易出现熔体黏度过高充模不满、熔体黏度过低飞边溢料的问题，熔体塑化均匀性差、批次一致性弱，严重影响空调壳体成型精度与装配互换性，无法满足高精度车载零部件的生产要求。

技术实现思路

1、为了解决上述提出工艺流程较为固化，普遍采用固定温度塑化、恒定螺杆背压、匀速注射、单一保压及恒温冷却的成型模式，在实际批量生产过程中存在诸多固有技术缺陷的问题，本申请提供一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法。

2、本申请提供的一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法采用如下的技术方案：

3、一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，包括以下步骤：

4、s1、原料改性混合：将玻纤、增韧剂、塑料基体树脂按比例高速共混，得到改性复合注塑原料；

5、s2、分段梯度烘干除湿：对改性复合注塑原料进行分段升温烘干除湿，控制原料含水率低于0.02%；

6、s3、螺杆多级塑化熔融：采用四段式分级温度对原料进行螺杆剪切塑化，得到均匀熔融熔体；

7、s4、熔体黏度自适应调控：根据熔体实时温度计算熔体流动指数，通过螺杆背压动态调节熔体黏度；

8、s5、高速一体注射充填：采用变速分段注射方式将熔体一次性充填至空调壳体模具型腔，实现壳体一体成型充填；

9、s6、多级保压稳压定型：采用分段递减保压方式对型腔内熔体进行稳压补缩；

10、s7、梯度冷却定型：采用模温梯度降温方式对模具进行分段冷却，获得低内应力一体成型空调壳体；其中，所述熔体流动指数mfi满足计算公式：

11、，式中，k为熔体材质常数，t为塑化温度，p为螺杆背压，t为塑化保温时间。

12、优选的，所述s1中，改性复合注塑原料按重量份包括：pp树脂70～85份、无碱玻纤10～20份、poe增韧剂3～8份、抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.1～0.3份；高速共混转速800～1200r/min，混合时间8～15min，混合温度40～60℃。

13、优选的，所述s2分段梯度烘干除湿具体为：第一段温度60～70℃、烘干20～30min，第二段温度80～90℃、烘干40～60min，第三段温度95～105℃、烘干30～40min，全程热风循环风速1.2～1.8m/s。

14、优选的，所述s3四段式分级塑化温度依次为：进料段180～190℃、压缩段195～205℃、均化段210～220℃、喷嘴段215～225℃；螺杆转速40～80r/min。

15、优选的，所述s4中，螺杆背压调节区间为0.4～1.2mpa，当熔体流动指数mfi低于标准区间时，增大螺杆背压；当熔体流动指数mfi高于标准区间时，减小螺杆背压，使熔体流动指数稳定在18～25g/10min。

16、优选的，所述s5变速分段注射具体为：第一段低速注射，注射速度20～35mm/s，充填型腔1/3体积；第二段中速注射，注射速度40～60mm/s，充填型腔1/3～2/3体积；第三段高速注射，注射速度65～85mm/s，完成整体型腔充填，注射压力80～110mpa。

17、优选的，所述s6多级保压稳压具体为：一级保压压力75～85mpa、保压时间3～5s；二级保压压力55～65mpa、保压时间6～10s；三级保压压力35～45mpa、保压时间10～15s。

18、优选的，所述s7梯度冷却具体为：模具初始模温55～65℃，第一段匀速降温至40～45℃、降温速率1.5～2.5℃/min，第二段匀速降温至25～30℃、降温速率0.5～1.2℃/min，整体冷却时长40～70s。

19、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

20、1、本发明通过树脂、玻纤、增韧剂复配改性体系，显著提升材料韧性与结构均匀性，改善单一pp材料刚性不足、易变形的缺陷；同时采用三段梯度升温除湿方式，可逐级彻底去除原料内部吸附水与结合水，避免传统单一高温烘干导致的原料结块、水分去除不彻底问题，从原料源头杜绝注塑气泡、银纹、针孔等外观缺陷，大幅提升壳体成型良品率。

21、2、本发明通过建立专属mfi流变计算公式，结合塑化温度、螺杆背压、塑化时间多参数联动调控，可动态修正熔体流变性能，将熔体流动指数稳定控制在18～25g/10min最优成型区间，相较于传统固定参数注塑，有效解决温度波动、原料差异带来的熔体过稀溢边、过稠充模不满问题，配合四段分区精准塑化，使熔体塑化更均匀、流变稳定性更强，显著提升壳体致密性与力学均匀性。

22、3、本发明通过快慢结合的分段注射方式，避免高速喷射气纹、低速充填不足的问题；通过逐级递减保压实现先补缩、后定型、再释压的精准成型，稳定壳体轮廓尺寸；搭配先快后慢的梯度冷却模式，既保证壳体快速定型，又可缓释内部残余应力。最终成型的空调壳体壁厚误差≤±0.15mm，翘曲变形量≤0.3mm，整体无熔接痕、缩孔、裂纹缺陷，尺寸精度、结构稳定性与装配适配性远优于传统一体注塑工艺，适配汽车空调系统高精度装配使用需求，产业化实用性强。

1.一种汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s1中，改性复合注塑原料按重量份包括：pp树脂70～85份、无碱玻纤10～20份、poe增韧剂3～8份、抗氧剂0.2～0.6份、润滑剂0.1～0.3份；高速共混转速800～1200r/min，混合时间8～15min，混合温度40～60℃。

3.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s2分段梯度烘干除湿具体为：第一段温度60～70℃、烘干20～30min，第二段温度80～90℃、烘干40～60min，第三段温度95～105℃、烘干30～40min，全程热风循环风速1.2～1.8m/s。

4.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s3四段式分级塑化温度依次为：进料段180～190℃、压缩段195～205℃、均化段210～220℃、喷嘴段215～225℃；螺杆转速40～80r/min。

5.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s4中，螺杆背压调节区间为0.4～1.2mpa，当熔体流动指数mfi低于标准区间时，增大螺杆背压；当熔体流动指数mfi高于标准区间时，减小螺杆背压，使熔体流动指数稳定在18～25g/10min。

6.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s5变速分段注射具体为：第一段低速注射，注射速度20～35mm/s，充填型腔1/3体积；第二段中速注射，注射速度40～60mm/s，充填型腔1/3～2/3体积；第三段高速注射，注射速度65～85mm/s，完成整体型腔充填，注射压力80～110mpa。

7.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s6多级保压稳压具体为：一级保压压力75～85mpa、保压时间3～5s；二级保压压力55～65mpa、保压时间6～10s；三级保压压力35～45mpa、保压时间10～15s。

8.根据权利要求1所述的汽车空调壳体一体注塑成型工艺方法，其特征在于，所述s7梯度冷却具体为：模具初始模温55～65℃，第一段匀速降温至40～45℃、降温速率1.5～2.5℃/min，第二段匀速降温至25～30℃、降温速率0.5～1.2℃/min，整体冷却时长40～70s。