带筋薄壁镂空注塑件是PP塑料产品中的一种特殊结构,用于透气的镂空结构,可增加产品美观度,减轻产品重量,加强筋设计增加了强度和刚度,符合“轻质高强”的设计理念,常见于座椅类注塑件和电子仪器外壳。由于PP材料的收缩特性和带筋薄壁镂空注塑件的结构特征,产品外观易出现缩痕缺陷,严重影响产品外观质量。本文旨在研究带筋薄壁镂空注塑件缩痕缺陷形成机理,分析注塑工艺参数、模具结构、产品结构对带筋薄壁镂空注塑件缩痕的影响规律,给出满足产品强度与刚度要求的缩痕改善方案,提高注塑件成型质量,实现注塑件高性能精确制备。以某PP带筋薄壁镂空座椅上盖注塑件为研究对象,从PP材料收缩特性和零件几何结构方面进行研究,分析缩痕缺陷形成原因。提出一种基于逆向工程的缩痕深度测量法,并对座椅上盖的缩痕深度进行测量。结果表明:增大主体壁厚,减小加强筋宽度,可减小缩痕深度。基于Moldflow软件,构建了座椅上盖有限元模型。对注塑过程中的温度、压力、收缩率进行了分析。采用正交试验,研究了注塑工艺参数对注塑件缩痕缺陷的影响规律,并采用极差法获得最佳的工艺参数组合。结果表明,不均匀的壁厚分布导致零件表面缩痕明显;熔体流经镂空区域,孔位的设置使得压力损失较大,压力损失率达到40.3%,保压阶段熔体的保压补缩效果较差,进一步加剧表面缩痕。基于流动阻力分析与浇口设计准则,提出增加辅助浇口的改善方案,减小压力损失进而降低加强筋和螺丝柱区域的收缩率,缩痕深度下降24.9%;基于模拟分析结果,将主体壁厚增加1 mm,使保压阶段形成浇口至外观面的补缩通道,可使缩痕缩痕深度下降26.0%;基于壁厚均匀设计原则,提出加强筋壁厚减薄和螺丝柱根部减胶方案,使缩痕深度下降70.2%,各点缩痕深度均小于0.02 mm。利用Abaqus仿真软件量化分析减胶方案对注塑件强度与刚度的影响,通过基于变密度法的拓扑结构优化,将螺丝柱十字型筋位改为米字型筋位,并延长螺丝柱加强筋和竖向筋位相接,进一步增加强度与刚度。通过试模生产,得到表面质量、强度与刚度均合格的注塑件。